Текст книги "Чудеса техники"

Мозаика изобретательства

• В начале XVIII века знатоки утверждали, что тягловая сила одной лошади соответствует силе пяти англичан или семи французов, употреблявших тогда в пищу заметно меньше мяса, чем англичане.

• Когда в 1755 году Дж. Уатт, будущий изобретатель паровой машины, отправился из Глазго на учение в Лондон, ему понадобилось 12 дней, чтобы покрыть это расстояние верхом на лошади. Через 40 лет состояние дорог улучшилось настолько, что тот же путь почтовая карета проделывала за 63 часа.

• На востоке Аравийского полуострова обнаружены остатки древнейших из всех известных судов, плававших по океану. Имеют они не менее двадцати метров в длину, сделаны из просмоленного тростника и, судя по обломкам найденных в них предметов, принадлежат одной из индийских цивилизаций. Это говорит о том, что более 4000 лет назад на таких судах преодолевали более 800 километров.

• Первый трансатлантический гигант «Грейт Истерн» представлял собой гибрид шестимачтового парусника с пароходом. В сутки ему требовалось 330 тонн угля. А всего его бункеры могли вместить 12 тысяч тонн топлива – этого хватало, чтобы доплыть из Англии в Индию. Атлантику он пересекал за 11 дней и перевозил до 4000 пассажиров.

• Адъютант царя Александра II русский адмирал В. Попов сконструировал в 1873 году два необычных корабля, имевших совершенно круглую форму. Они были фантастически маневренны – могли обернуться на месте за полторы минуты, но их скорость была раза в два меньше, чем необходима военным судам.

• Чтобы уменьшить сопротивление воды, нос современного корабля снабжают выступающим вперед обтекаемым выступом – бульбой. С этой же целью в носовую часть обшивки подают похожую на «газировку» водовоздушную эмульсию. Оба новшества с успехом применили на огромном лайнере «Нормандия», что позволило ему достигнуть скорости около 60 километров в час.

• Идею двойного корпуса подводной лодки впервые выдвинул и обосновал Жюль Верн в романе «20 тысяч лье под водой». Патент же на такой корпус был взят только через 30 лет.

• Атомные двигатели позволяют подводным лодкам подолгу оставаться под водой. В 1960 году одна из американских подлодок совершила без всплытия кругосветное путешествие.

• Экономящая топливо и не отравляющая атмосферу парусная тяга, считают эксперты, возродится в XXI веке. В Японии уже построен парусный танкер, оснащенный на случай штиля мощным дизелем.

• Обрастание корпуса судна моллюсками, водорослями и ракообразными ведет к росту сопротивления воды, потере скорости и увеличению расходов на горючее. Чтобы избежать этого, создан специальный краситель, в состав которого входит особенно «злая» разновидность перца. Успех превзошел все ожидания!

• Первые паровозы пытались изготовить в виде механических лошадей, то есть сделать их… шагающими. Предлагалась система ног, которыми двигатель должен был отталкиваться от земли. И даже когда возобладала идея ходового колеса, его пробовали снабдить зубцами или гвоздями, впивающимися при вращении в доски, уложенные вдоль рельсов!

• В двадцатых годах прошлого столетия, незадолго до рекордов стефенсоновской «Ракеты», один из влиятельных английских журналов писал: «Нет ничего более смешного и глупого, чем обещание построить паровоз, который двигался бы в два раза быстрее почтовой кареты. Так же маловероятно, впрочем, что англичане доверят свою жизнь такой машине, как и то, что они дадут себя добровольно взорвать…»

• В 1878 году одновременно были запатентованы изобретения, касающиеся увеличения срока службы железнодорожных путей. Предложения состояли в том, чтобы рельсы после износа можно было переворачивать, а для этого изготавливать их сразу с двумя, а то и с тремя головками.

• Чтобы увеличить тягу электровоза, было разработано и успешно применено простое устройство: в ведущих колесах монтировали мощный электромагнит, притягивавший колеса к рельсам. Сила сцепления резко возрастала, а вес электровоза можно было снизить.

• Существует проект, согласно которому есть возможность объединить железные дороги, обслуживающие две трети населения земного шара, в одну трехконтинентальную «мегасистему». Она позволит, к примеру, пустить прямой поезд Лондон – Калькутта.

• Для уменьшения стоимости перевозок американские инженеры сконструировали сверхдлинный поезд, состоящий из 500 вагонов. Приводится в движение такой состав шестью локомотивами, причем при общей длине в шесть с половиной километров головной вагон после старта успевает пройти десятки метров, прежде чем тронется с места хвостовой вагон.

• Во время «велосипедного бума» пытались изготовить машины и с паровыми двигателями, и с четырнадцатью колесами, и даже с двенадцатью посадочными местами. В одном лишь 1892 году на новые велосипедные конструкции было выдано во Франции – 1000 патентов, в Англии – 2400, в США – 4000!

• Сегодня работающие на велосипедах контролеры электросчетчиков в небольших американских городах экономят своим компаниям многие тысячи долларов за год. В некоторых случаях медики добираются к больному скорее, если пересаживаются с автомобиля на велосипед. В городе Сиэтл полицейские на велосипедах произвели в пять раз больше арестов, чем их коллеги на машинах. Как видите, и дешевле, и быстрее, и эффективнее!

• Первые автомобили делали из обычных конных повозок, а в некоторых конструкциях укрепляли спереди макет торса лошади! На первых автогонках вводили ограничение на скорость – до 17 километров в час, так как «на такой бешеной скорости возможны жертвы среди участников гонки и зрителей».

• Вентилятор, охлаждающий двигатель, при низкой температуре не нужен. Фары автомобиля должны работать несимметрично, иначе при правостороннем движении левая фара будет слепить водителей встречных машин. Такие очевидные вещи, а изобретения, учитывающие их, как ни странно, задерживались на десятки лет!

• Сегодня масса всех работающих в мире автомобилей более чем вдвое превышает человеческую биомассу.

• Около десяти лет назад автомобиль на солнечных батареях смог пройти трассу длиной 3000 километров почти за 45 часов – со средней скоростью 67 километров в час. Электромобиль на специальных гидридно-никелевых батареях прошел без перезарядки три года назад 601 километр, перекрыв свыше чем в два раза предыдущий рекорд для этого класса машин. На высохшем соляном озере в американском штате Невада десятитонный «автомобиль» длиной более 16 метров, снабженный двумя реактивными двигателями, превзошел звуковой барьер только зимой 1998 года. Такой скорости – более 1220 километров в час – не достигала еще ни одна наземная машина.

• Самый большой в мире грузовой автомобиль длиной свыше 15 и высотой более 7 метров разработан японской фирмой «Комацу». Его колеса диаметром около 4 метров способны выдержать нагрузку в 310 тонн!

• Такой «двуглавый» грузовик – не игрушка. Он работает на выгрузке товаров из вагонов, курсирующих по туннелю под проливом Ла-Манш, при этом легко двигается между железнодорожными путями, не разворачиваясь.

• Из шутливого прогноза: через 25 лет будет выпущена совершенно беззвучная электрическая автомашина. В результате возрастет число попавших под колеса пешеходов. Чтобы власти не запретили новинку, автомобильные компании дали задание конструкторам: срочно разработать искусственный шум.

• Насколько эффективны аэростаты, говорит такой факт. Сорок лет назад в США был запущен пластмассовый аппарат с грузом 102 килограмма на высоту 40 километров. Для ее достижения космическая ракета расходует более 60 % своей стартовой массы!

• В середине шестидесятых годов был разработан проект кругосветной гостиницы, располагающейся на… дирижабле. Его длина должна была составлять 300 метров, высота – 50 метров, скорость – 150 километров в час. Оборудованный ядерным реактором, дирижабль смог бы поднимать 400 пассажиров и 100 автомашин, на трех его палубах предполагалось устроить каюты, рестораны, танцевальный зал и грузовой трюм.

• Одна из самых ранних попыток полета человека встречается в жизнеописании римского императора Нерона (I век). Смельчак пытался, видимо, спланировать с холма на самодельных крыльях, но разбился и лишь «обрызгал императора своей кровью».

• Знаменитый ученый, президент Лондонского Королевского общества лорд Кельвин заявлял в 1895 году: «Летательные аппараты тяжелее воздуха – это невозможно».

• Не менее знаменитый физик Альберт Эйнштейн пытался усовершенствовать во время Первой мировой войны крыло самолета, придав ему необычную форму – с горбом посередине. Однако спроектированный им аппарат «в воздухе переваливался, как утка, с боку на бок, а пилот был без памяти рад, когда очутился снова на земле цел и невредим».

• В Англии был построен предназначенный для рекламных целей самолет длиной 115 метров. Чтобы зрители успели рассмотреть светящиеся на его фюзеляже фразы, он должен был летать на малой скорости. Конструкторы добились того, что она составляла всего 84 километра в час.

• Самый дорогой в мире – личный самолет президента США Билла Клинтона «Боинг-747». Он имеет длину 70 метров, весит 375 тонн, развивает скорость до 1128 километров в час и стоит 1 миллиард 350 миллионов долларов.

• Американское космическое агентство НАСА вместе с военными разработало беспилотный вертолет. Управлять им собираются с наземного пульта, а применять – для патрульной службы, слежения за лесными пожарами и состоянием атмосферы, срочных медицинских вызовов. Вертолет оснащен видеокамерой, приборами ночного видения и бортовым компьютером, способным поддерживать устойчивый полет.

• Некоторые беспилотные аппараты проще и дешевле запускать в космос «жюльверновским способом», нежели выводить их с помощью ракет. Спроектировано орудие весом 3000 тонн с длиной ствола 150 метров, способное посылать контейнеры с аппаратурой весом около 7,5 тонны на высоту в несколько сот километров или выводить на околоземную орбиту спутники весом полтонны.

• Автор множества изобретений в области радиотехники, телевидения и звукового кино, изобретатель радиолампы американский инженер Ли Форест утверждал: «Человек никогда не попадет на Луну, несмотря на все технические достижения будущего». Всего через 8 лет после его смерти американские астронавты шагали по лунной поверхности, и это видели по телевизору на всей Земле.

• Если бы удалось создать термоядерный ракетный двигатель, космические корабли разгонялись бы до скоростей, позволяющих сократить время полета к Марсу с нескольких месяцев до одной недели.

• Избавить луноход от немилосердно припекающих его во время работы солнечных лучей удалось благодаря тысячам маленьких зеркал. Ими изобретатели предложили выложить поверхность аппарата. Расчет подтвердился – за много месяцев температура внутри аппарата не поднялась выше комнатной!

• Готовясь к полету на Марс, в лаборатории реактивного движения (США) создали опытный образец робота, способного самостоятельно находить путь к указанному участку местности, зачерпывать там горсть грунта и доставлять затем пробу к исходной точке.

• Двадцать четыре года продолжалось судебное разбирательство о несправедливом присвоении военным ведомством США запатентованного одной из компаний способа. Благодаря ему можно выводить искусственные спутники Земли на геостационарную орбиту, когда они как бы зависают над одной точкой поверхности. Компания выиграла дело, в ее пользу решено взыскать 114 миллионов долларов.

• Создан комитет по гонкам космических парусников. Если кто-нибудь сумеет на этих сверхлегких аппаратах, напоминающих огромные серебристые воздушные змеи, первым достичь Луны, а затем и Марса, то завоюет весомую награду.

• В самом начале использования паровых двигателей предлагали сотни экзотических способов приспособить их для решения транспортных задач, как, например, в изображенных на картинке «паровых сапогах».

• В университете штата Пенсильвания (США) создана ракета, двигатель которой работает по принципу… микроволновой печки. Газ разогревается в ней до нескольких тысяч градусов и, вырываясь наружу, создает значительную тягу.

• Самый большой в мире восьмисотметровый эскалатор был построен в Гонконге (Китай). Он соединяет банковский район с соседним жилым кварталом. Ежедневно этим эскалатором пользуются около 26 тысяч человек, заметно сокращая в часы пик поток автомобилей.

• Самый крупный в мире военный корабль на воздушной подушке был построен в восьмидесятые годы в Советском Союзе. Приводимый в движение тремя большими винтами, вращаемыми газовыми турбинами, он мог развить скорость свыше 100 километров в час и перевозил несколько танков либо 200 человек пехоты.

• Действующий с лета 1994 года пятидесятикилометровый туннель под проливом Ла-Манш превзошел по оживленности движения Сейканский туннель, соединивший японские острова, однако уступает ему по протяженности – японский гигант имеет длину около 54 километров.

• На рисунке изображен изобретенный в США автомобиль на… подводных крыльях. Они выдвигались только в воде и позволяли ему набирать скорость до 55 километров в час, что в четыре-пять раз превышало скорости обычных «амфибий».

• Такой вид транспорта, как «машина времени», существует пока лишь в фантастических романах. Однако ученые-физики последнее десятилетие вполне серьезно обсуждают принципиальную возможность подобного путешествия, не исключая, что со временем люди изобретут материалы, с помощью которых эта машина будет создана.

Человек вооружается и защищается

 
И твердит Природы голос:
В вашей власти, в вашей
власти,
Чтобы все не раскололось
На бессмысленные части.
 

Л. Мартынов

С древнейших времен человеку нужно было охотиться и защищаться от хищников. Но, кроме того, история человечества – это история войн, как освободительных, так и захватнических. Борьба за территорию, за источники воды и пищи, за дешевую рабочую силу, в конце концов, за овладение богатствами все время сталкивала людей друг с другом. И тот, кто был лучше вооружен, имел больше шансов на выживание, на более обеспеченную, лучшую жизнь. Это и определило такое огромное внимание к производству и совершенствованию средств нападения и защиты.

Практически всякий раз, как только кому-либо из людей удавалось изобрести что-нибудь новое, соплеменники прикидывали, а нельзя ли использовать находку в военных целях. К нашему времени сформировалась целая индустриальная отрасль, ориентированная на производство оружия и порой поглощающая огромную часть национального дохода. В прошедшие после Второй мировой войны годы в развивающихся странах мира военные бюджеты выросли в несколько раз. Зачастую они превышают расходы на образование, здравоохранение, социальную защиту и охрану окружающей среды, вместе взятые. К девяностым годам прошлого века в мире тратилось на оборону до трех миллиардов долларов в день!

Военная промышленность, как ненасытный хищник, потребляет не только огромные средства и природные ресурсы, она требует постоянного притока «свежих мозгов», поощряя ученых на открытия и изобретения, нужные не для мирной жизни, а для ее разрушения.

Когда на нашей планете был накоплен арсенал оружия, достаточный для уничтожения всего живого на ней, человечество словно опомнилось. Нельзя сказать, что угроза новой мировой войны совершенно миновала, но все же в последние годы военная напряженность ослабла.

И вновь, как это не раз бывало в истории, звучит призыв: «Перекуем мечи на орала!» Мы же обратимся к истории оружия.

Как стреляли без пороха?

Попробуйте ответить на вопрос: чем был вооружен и как защищался древний человек? Наверняка, особенно не напрягаясь, вы припомните камни и палки – то, чем его снабжала сама природа. Со временем люди научились выкапывать ямы-ловушки и загонять туда животных, строить свои жилища на сваях или на деревьях, чтобы труднее было подобраться к ним хищникам и нежданным гостям из враждебных племен.

Заострив палку, можно было получить примитивное копье. Натянув между концами согнутого дугой прута прочную жилу, сделать лук. Камни можно забросить намного дальше с помощью пращи – сложенного вдвое кожаного ремня.

Так исподволь человек обретал опыт в производстве орудий для нападения и защиты. Опыт долгий и мучительный, поскольку улучшить характеристики оружия, как правило, можно только после его испытания на поле боя. Ведь именно тогда становилось ясно: эффективно оно или нет.

Порой и сегодня приходится удивляться тому, насколько удачными были находки наших предков. Скажем, из боевого лука удавалось выпустить стрелу на расстояние в несколько сотен метров, причем с поразительной точностью. Еще одно интересное изобретение – арбалет. По всем параметрам он превосходил луки: и стрелял дальше, и в обращении благодаря механическим приспособлениям был легче и проще. В одном лишь уступал он луку – в скорости стрельбы из-за медленной перезарядки.

Это грозное оружие, хотя и было изобретено почти две с половиной тысячи лет назад, особенно распространилось в XI веке. Затем на протяжении 500 лет арбалет был, пожалуй, основным средством защиты, например, замков и кораблей, – до вытеснения его огнестрельным оружием.

Конечно, сейчас какие-то виды вооружений, на протяжении веков применяемых людьми, кажутся наивными. Громоздкие, в несколько этажей, осадные башни, гигантские неуклюжие метательные машины, тяжеленные щиты, которыми приходилось прикрываться во время боя… Однако, рассматривая старинные рисунки, можно проследить, как постепенно (но неуклонно!) достижения техники вторгаются в военную область. Пытаясь облегчить обращение с оружием, человек увеличивал свою силу с помощью механизмов. Искал средства защиты не только возводя толстые каменные стены, но прибегая, как, например, Архимед, к зажигательным зеркалам, к активным способам отражения атаки противника.

А вот с изобретением пороха, можно сказать, произошла революция в военном деле. Оружие стало настолько быстро менять свой внешний вид и свои качества, что буквально за несколько столетий люди пришли к принципиально новым способам ведения военных действий.

Что дало воину огнестрельное оружие?

Нельзя сказать, что поначалу огнестрельное оружие заметно облегчило действия воина. Судите сами: в пистолет или мушкет надо было засыпать порох, затем загнать в дуло пулю, вызвать ударом о кремень искру, воспламенявшую порох, – все это и называлось «сделать выстрел».

Чем короче ствол, тем меньшую скорость приобретает пуля или ядро, хуже точность стрельбы. Удлинение ствола приводило к утяжелению оружия. Попробуйте, скажем, точно прицелиться, если у вас дрожат руки от напряжения. Приходилось ставить те же мушкеты на подставки, которые перетаскивали с собой.

И тем не менее преимущества, которые давало стрелку оружие со стволом и зарядом, были весьма велики. К тому же на решение задач увеличения как дальности стрельбы, так и ее частоты были брошены немалые силы. Ведь сделать хороший пистолет, пушку или винтовку – значит уметь обращаться с металлом, разработать механическую систему передачи усилия от курка к бойку, научиться отливать пули и ядра. Каждая из этих проблем требовала развития добывающей и обрабатывающей промышленности, использования достижений химии, математики и механики, развития транспорта.

В общем, как это часто случалось в истории, производство оружия подталкивало научно-технический прогресс. Вскоре на смену гладкоствольному пришло нарезное оружие, когда пуля или снаряд приводились в стволе во вращение и становились более устойчивыми в полете. Переход в артиллерии на нарезные стволы увеличил дальность стрельбы в два раза – до четырех километров, улучшив кучность и меткость попадания в цель.

Не забыли и охотников. Строились специальные башни для производства дроби. В них расплавленный свинец, пропущенный через сито, падал с высоты в несколько десятков метров в емкость с водой. Таким способом получали шарики правильной формы, которыми заряжали патрон, применяемый для охоты.

Многими достижениями может «похвастать» военная наука. Однако такая немаловажная проблема, как скорострельность, иными словами, быстрота перезарядки оружия, не давала покоя изобретателям. И вот в середине XIX века появляется станковый пулемет. Что это за вид вооружения, вы могли увидеть, если смотрели фильмы о революции и гражданской войне, например «Чапаев». Патроны для стрельбы укреплялись на длинных и широких лентах, протягиваемых через пулемет, и поочередно выстреливались им. Это было довольно опасное оружие, недаром говорили: «косить, как из пулемета».

Правда, пулемет был довольно тяжел, нуждался в средствах перевозки, да и стрелять из него было удобнее, когда ленту подавал помощник. Солдату требовалось скорострельное оружие, которое было бы легко в обращении и не столь «весомо». И такое оружие появилось…