Юный техник, 2003 № 08

Еще лет двадцать тому назад Виктор Иливанов — ныне кандидат технических наук, а тогда аспирант одного из вузов Барнаула, работал над созданием прибора, определяющего прочность материалов.

Опробуя его

Виктор рассказал о курьезе друзьям — Василию Цимбалисту и Юрию Кондрину. И началось. На загадочную пластину стали сыпать порошок, капать жидкости, класть различные предметы. И все это приходило в движение.

Коллеги из других организаций поначалу отказывались верить. Лишь когда барнаульцы продемонстрировали свое маленькое чудо, авторитеты сдались, посоветовали оформлять заявку и на изобретение, и на научное открытие. Ведь к тому времени трое исследователей уже поняли, почему гиря пускалась в пляс. Секрет явления заключался в пластине, по которой она перемещалась. Под ее металлической поверхностью располагался пьезоэлемент — особый вид керамики, который обладает способностью преобразовывать электрические колебания в ультразвук. За счет этого на поверхности пластины появляются зоны вибрации. Механические силы и заставляют тела вращаться, хотя подобный эффект возникает и не всегда. Заслугой барнаульских ученых как раз и является то, что они выявили параметры его существования для разных материалов.

Теперь на базе лаборатории местной научно-производственной фирмы «Аккон» они разрабатывают пьезоэлектрические микродвигатели размером всего лишь в несколько миллиметров. Если использовать их, к примеру, в электробритвах, видеокамерах и плейерах, габариты этих устройств можно уменьшить во много раз.

Необычный летательный аппарат, модель которого вы видите на снимке, сконструировали студенты и преподаватели МАИ. Машину предполагается оснастить тремя двигателями, сопла которых оснащены отклоняемыми створками. Для вертикального взлета и посадки воздушные струи отклоняют к земле под прямым углом, а на марше заслонки обеспечивают горизонтальную тягу.

Соединить несоединимое удается иной раз не только отечественным ученым, но и нашему фотокорреспонденту. На снимке вы видите: на переднем плане ракетные мини-двигатели, предназначенные для маневрирования в космосе; на заднем — сферу для виртуальных путешествий братьев Латыповых (см. подробности в «ЮТ» № 6 за 1997 г.). Если войти внутрь такой сферы в специальном костюме и шлеме с компьютерными очками, то «виртуалер» запросто может отправиться в воображаемое, виртуальное путешествие хоть на иную планету.

Как это сделать, все прекрасно знают. А если подобную структуру закольцевать, соединив начало с концом, получится весьма оригинальный движитель, благодаря которому вездеход сможет пройти и по песку, и по болоту…

И это лишь одна из конструкций эластичной механики — нового научно-технического направления, которому, по мнению действительного члена РАЕН, кандидата технических наук Валерия Шихирина, суждено большое будущее.

Современные синтетические материалы уже позволяют получать оболочки, обладающие набором необходимых свойств. Они эластичны, легки, прочны, не пропускают газы или жидкости… Созданы и простейшие элементы эластичной механики на базе оболочечных конструкций.

Например, при спасении пострадавших из рухнувших зданий спасатели очень часто применяют герметичные мешки из сверхпрочной ткани. Пустую оболочку просовывают в щель завала, а потом накачивают в нее воздух. И она приподнимает на себе многотонные железобетонные плиты, позволяя высвободить зажатого ими человека…

Если же вернуться к чулочной конструкции, о которой говорилось выше (по науке такие оболочки называются тороидальными), то они, по мнению Шихирина, могут быть использованы не только для передвижения машин по неустойчивым почвам, но для преобразования одних видов движения в другие — например, поступательного движения во вращательное. Подобные конструкции можно использовать для изготовления захватов типа слоновьего хобота — они надежно удерживают предметы любой формы. Можно сконструировать на основе эластичной механики и приводы всевозможных роботов…

Надежность же таких конструкций, по мнению исследователя, зависит лишь от прочности, герметичности и эластичности материалов, из которых делаются подобные «рукава». А нынешняя химия позволяет творить по этой части буквально чудеса…

Интересную игрушку придумали о Москве. Пустотелые скорлупки позволяют легко и быстро выкладывать из них разнообразные узоры и картины. А если разместить их на поверхности воды, то узоры получаются еще и динамичными — при малейшем волнении о тазу они начинают перемещаться.

He столь давно мировой наукой обнаружены вещества, занимающие промежуточное положение между упорядоченными твердыми телами — кристаллами и аморфными веществами. По существу они представляют собой переохлажденные, очень вязкие стеклообразные жидкости. Примером таких веществ служат многие полимерные смолы и такие соединения, как гудрон.

В нашей стране исследованиями подобных веществ занимаются сотрудники Института нефтехимического синтеза РАН имени Топчиева, которыми руководит академик Николай Плате. По словам ученого, ныне выяснилось, что под влиянием нагрева или сжатия в таком материале, называемом мезафазным полимером, могут ступеньками меняться основные характеристики. Ведь по существу всякий раз возникает другая структура — от кристалла до жидкости — с огромным количеством промежуточных фаз. Интересно, что некоторые из таких полимеров обладают уникальными свойствами.

Скажем, сотрудников спецслужб начали снабжать бронежилетами и щитами из мезафазных полимеров. По прочности они не уступают стали, зато в 5 раз легче — бронежилет, например, весит всего 1,5 кг. Кроме того, подобные материалы вполне могут пригодиться для изготовления тросов для лифтов и причальных канатов для океанских судов.

Мезафазные полимеры можно также использовать, например, для записи и считывания информации. Они точно так же, как и обычные жидкие кристаллы, используемые ныне в индикаторах калькуляторов и часов, способны образовывать структуры, меняющие свой вид под действием электрических сигналов. Только пленки намного прочнее, а стало быть, и индикаторы будут служить дольше.