Юный техник, 2011 № 10
Шрифт:
В этом выпуске ПБ мы поговорим о том, как лучше всего убирать опавшие листья, почему не болит голова у дятла, для чего нужны наномышцы, как сделать, чтобы в доме было светло и тихо, а также о том, какая польза от ударной волны.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УБОРКИ ОПАВШЕЙ ЛИСТВЫ
Осень — горячая пора для дворников. Им то и дело приходится убирать
Начал Владислав свою работу с того, что провел обстоятельное исследование на тему «Надо ли вообще убирать опавшую листву?». И пришел к выводу, что все зависит от конкретных условий. Например, в лесопарках опавшую листву убирать не стоит, поскольку она является дополнительным теплоизолятором и не позволяет почве глубоко промерзать зимой. А по весне перепревшая листва становится еще и своеобразным органическим удобрением. Иное дело — тротуары, подъездные пути, зеленые газоны… Тут листву приходится убирать хотя бы для того, чтобы сохранить опрятный вид территории вокруг жилых домов.
За рубежом для подобных целей довольно часто используют промышленные пылесосы, которые втягивают в себя опавшие листья и переправляют их затем в накопительные пластиковые мешки. Однако такие механизмы довольно сильно шумят, да и обходится такая уборка в копеечку…
Тогда Владислав решил взять пример с… ежа.
В мультфильмах ежи носят грибы и яблоки, накалывая их на свои иголки. Так родилась конструкция устройства, состоящего из вращающегося барабана с набором игл, на которые в процессе работы нанизывается листва. Управление осуществляется с помощью ручки, которая через штангу жестко связана с осью вращения барабана. С помощью специального рычажного механизма углы время от времени можно втягивать внутрь барабана, чтобы сбросить собранную листву в определенном месте.
Владислав собрал и опробовал действующий макет устройства, подтвердив таким образом возможность успешного использования предложенной конструкции.
ПОЧЕМУ НЕ БОЛИТ ГОЛОВА У ДЯТЛА?
«Вы как-то писали о том, к каким хитростям приходится прибегать создателям «черных ящиков», чтобы уберечь содержимое этих самописцев в случае аварии самолета. А теперь вот поговаривают, что подобные «черные ящики» начнут ставить и на автотранспорте. Полагаю, что можно будет намного удешевить производство подобных контейнеров, если воспользоваться патентами природы. Взять, к примеру, грецкий, а еще лучше — кокосовый орех.
Весит кокосовый орех килограмма полтора, падает с высоты 30–40 м. И все ему нипочем — никогда не разбивается. А попадет в воду — может плавать месяцами. Устроен же он довольно просто: под прочной кожурой есть амортизирующая прокладка. А в сердцевине есть еще и молоко, то есть жидкость. А все для того, чтобы семя оставалось в целости и сохранности и могло дать росток при первом же удобном случае. Если мы сделаем аналог такого «ореха» из негорючего материала, сохранив конструкцию и основные пропорции, то за судьбу записей на самописцах можно будет не волноваться».
Такое вот письмо пришло в редакцию от Олега Шаповалова из г. Красноярска. Согласитесь, идея у Олега неплохая. Но не единственная в своем роде. Оказывается, у природы есть и еще более удивительные конструкции. Например, исследователей давно интересовало, как это без потрясений переносит огромные перегрузки мозг дятла, который может день-деньской без устали долбить какой-нибудь сук. Исследования показали, что голова дятла испытывает нагрузку в 1200 g, а стучит он по дереву до 22 раз в секунду. Для сравнения: люди часто получают тяжелые сотрясения мозга при кратковременных перегрузках от 80 до 100 g.
И вот недавно за дело взялись Санг-Хи Юн и Сангмин Парк из Университета Калифорнии, Беркли. Они привлекли к исследованиям самую современную технику, включая скоростную видеосъемку и компьютерную томографию. В результате им удалось выяснить, что в голове дятла есть по крайней мере четыре структуры, которые отлично поглощают механические удары.
Прежде всего, сам клюв. Он тверд и в то же время эластичен. Если из подобного материала сделать, например, ручки для перфоратора или отбойного молотка, работа на них стала бы гораздо менее вредной.
Далее, под языком у дятла имеется упругая жилистая структура, которая тоже оберегает череп от сотрясений. Губчатые кости самого черепа опять-таки обладают отличными амортизирующими свойствами. И наконец, подавлению вибраций способствует еще и спинномозговая жидкость.
Разобравшись, почему не болит голова у дятла, исследователи стали подбирать аналоги природных структур, чтобы создать эффективные амортизирующие системы защиты микроэлектроники. И кое-чего добиться им уже удалось.
Роль клюва или, если хотите, жесткой оболочки кокосового ореха взял на себя многослойный металлический корпус из прочного, но эластичного сплава. Аналогом подъязычной области стал слой пенорезины, а функции губчатых структур и спинномозговой жидкости выполняют алюминиевые губчатые структуры и плотно упакованные миллиметровые стеклянные сферы, хорошо гасящие вибрации.
Испытания показали, что новая система защиты способна сохранить микроэлектронные схемы при ударе силой до 60 000 g. Сегодня же бортовые самописцы могут выдержать удары всего до 1000 g. Кроме того, на основе патентов дятла конструкторы и дизайнеры теперь намерены создать шлемы для мотоциклистов, танкистов.
СВЕТ ЕСТЬ, ШУМА НЕТ
«Сегодня для того, чтобы не слышать уличного шума, обитатели многих квартир ставят в окна стеклопакеты. Однако это довольно дорогое удовольствие. Кроме того, насколько мне известно, большая часть материалов, используемых в строительстве — например, бетон и стекло, — классифицируется в справочниках как «акустически жесткая», то есть отражающая звуковые волны и непригодная для снижения уровня шума.
Именно поэтому на окна довольно часто вешают еще и плотные шторы. С одной стороны, вечером они закрывают обитателей квартиры от чересчур любопытных глаз соседей, с другой — снижают уровень проникающего с улицы шума. Однако днем шторы приходится раздвигать, иначе в комнате круглые сутки должен гореть свет. А шумного транспорта на городских магистралях в дневное время еще больше, чем ночью.
Вот я и предлагаю вместо обычных тюлевых занавесок вешать на окна шторы из более плотного, но прозрачного материала, обладающего хорошими звукопоглощающими свойствами. Наверное, химикам и текстильщикам вполне по силам создать такие…»