Текст книги "Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)"

Оптический диск

Информационные оптические CD-диски предназначены для однократной (т. н. CD-R) и многократной (т. н. CD-RW) записи информации на персональном компьютере, оснащённом специальным дисководом. Это даёт возможность, подобно магнитофону, делать на них записи в домашних условиях. На диски CD-R можно сделать запись только один раз, а на CD-RW – многократно, как на магнитном диске или ленте, можно стирать предыдущую запись и на её место делать новую.

Считывание информации с компакт-диска:

1 – компакт_диск; 2 – светопрозрачное покрытие, защищающее нанесённую на CD информацию от повреждения; 3 – отражающее покрытие (собственно носитель записи); 4 – защитный слой; 5 – фокусирующий объектив; 6 – лазерный луч; 7 – оптический расщепитель; 8 – фотодетектор; 9 – лазер; 10 – электродвигатель, вращающий диск

На смену существующим компакт-дискам приходит новый стандарт носителей информации – DVD (Digital Versatilе Disc или цифровой диск общего назначения). На вид они ничем не отличаются от компакт-дисков. Их геометрические размеры одинаковы. Основное отличие DVD-диска – в десятки раз более высокая плотность записи информации. Это достигнуто благодаря более короткой длине волны лазера и меньшему размеру пятна сфокусированного луча, что дало возможность уменьшить вдвое расстояние между дорожками. Стандарт DVD определён таким образом, что будущие модели устройств считывания будут разрабатываться с учётом возможности воспроизведения всех предыдущих поколений компакт-дисков, т. е. с соблюдением принципа «обратной совместимости». В 1995 г. фирма «Philips» разработала технологию компакт-дисков для повторных записей. Стандарт DVD позволяет значительно увеличить время и улучшить качество воспроизведения видеофильмов по сравнению с существующими СD-RОМ. Дисководы DVD представляют собой усовершенствованные дисководы CD-ROM.

ОПТИ́ЧЕСКИЙ КВÁНТОВЫЙ ГЕНЕРÁТОР, то же, что лазер.

ОПТИ́ЧЕСКИЙ ТЕЛЕГРÁФ, передача сообщений посредством семафорной азбуки – системы условных знаков, сигналов, подаваемых рейками, флажками, руками. Передача сообщений с помощью жестов использовалась с древнейших времён. Набор жестов был крайне ограничен, и сообщения касались гл. обр. охоты, защиты от нападений, проведения праздников и т. п. В 1794 г. братья К. и И. Шапп (Франция) изобрели оптический телеграф и построили первую линию связи между Парижем и Лиллем (225 км). Передающее устройство телеграфа братьев Шапп состояло из нескольких подвижных реек, установленных на башне. Цепочка таких башен, отстоявших друг от друга на расстоянии прямой видимости, образовывала телеграфную линию. Сообщения передавались от башни к башне посредством т. н. семафорной азбуки, составленной из нескольких десятков условных сигналов, обозначавшихся особым расположением реек относительно друг друга. На принимающей башне сигнальщик читал эти сигналы и с помощью своих реек повторял их, передавая таким образом сообщение дальше. Работа такого оптического телеграфа описана в романе «Граф Монте-Кристо» А. Дюма. В нач. 19 в. линии оптического телеграфа были построены во многих странах Европы и Америки. Самая длинная линия оптического телеграфа протяжённостью 1200 км действовала в 1839—54 гг. между Санкт-Петербургом и Варшавой. Передаваемый сигнал проходил по ней из конца в конец за 15 мин.

ОПТРÓН, прибор, состоящий из помещённых в общем корпусе излучателя света (обычно светоизлучающего диода) и фотоприёмника (фотодиода, фоторезистора, фототранзистора и т. д.), между которыми имеется оптическая связь и обеспечена электрическая изоляция. В оптроне осуществляется прямое и обратное электрооптическое преобразование. Используются для электрической развязки отдельных частей радиоэлектронных устройств (гл. обр. в вычислительной и измерительной технике и автоматике) и для бесконтактного управления электрическими цепями.

Электрические схемы оптронов с фоторезистором (а) и фотодиодом (б):

1 – полупроводниковый светоизлучающий диод во входной цепи; 2 – фоторезистор; 3 – фотодиод; U и I – напряжение и ток в выходной цепи оптрона

«ОРБИ́ТА», первая национальная система спутникового телевизионного вещания, предназначенная для передачи сигналов Центрального телевидения из Москвы в отдалённые регионы СССР с помощью спутников связи «Молния» и приёмных станций со следящими за ними антеннами. Антенны первых наземных станций – параболические зеркала диаметром 25 м, перемещаемые по азимуту и углу возвышения. По мере усовершенствования приёмников диаметр антенн был уменьшен до 5 м. Для непрерывной связи на высокоэллиптической орбите находятся одновременно несколько спутников. «Орбита» задействована в 1967 г. и долгое время была основной радиотрансляционной системой для передачи телевизионных сигналов центральных программ во все регионы России и республики СССР, кроме центральных районов европейской части.

ОРБИТÁЛЬНАЯ СТÁНЦИЯ (ОС), космический аппарат, длительное время функционирующий на околоземной орбите. ОС предназначена для медико-биологических, технических, технологических и других исследований и экспериментов. Как правило, на ОС работают экипажи космонавтов, но она может летать и в автоматическом режиме. Первая орбитальная станция «Салют» (СССР) была выведена на околоземную орбиту 19 апреля 1971 г. Её масса составляла ок. 20 т, длина 13.6 м, диаметр корпуса 4.15 м. С 6 июня по 30 июня 1971 г. на станции работала первая в истории космическая экспедиция в составе: Г. Т. Добровольский, В. Н. Волков и В. И. Пацаев (при возвращении на Землю они погибли из-за разгерметизации спускаемого аппарата). Вслед за «Салютом» на околоземную орбиту были последовательно выведены ещё 6 орбитальных станций типа «Салют». Они отличались не только порядковыми номерами, но и более совершенным научным оборудованием, техническим оснащением и возможностью обеспечения всё более длительных экспедиций. Так, на «Салютах-6 и –7» были установлены по два стыковочных узла, что обеспечило возможность приёма экспедиций посещения и пополнения запасов топлива, продуктов питания, воды, кислорода и дооснащения станций новой аппаратурой и приборами. Экспедиции доставлялись на ОС космическими кораблями «Союз» и «Союз-Т», а разнообразные грузы – транспортными кораблями «Прогресс». Одновременно на станциях могли работать до 6 космонавтов. Всего на ОС отработано 15 896 человеко-суток. Самыми длительными были полёты Ю. В. Романенко (326 суток, 1987 г.), В. Г. Титова и М. Х. Манарова (365 суток, 1988 г.), В. В. Полякова (437 суток, 1995 г.). Американская орбитальная станция «Скайлэб» («Небесная лаборатория») выведена на орбиту 14 мая 1973 г. ракетой-носителем «Сатурн». Масса станции 77 т, длина 25 м, диаметр корпуса 6.6 м. На станции работали 3 экспедиции (по 3 человека) продолжительностью 28.39 и 84 суток. Просуществовала до 9 июля 1979 г. 20 февраля 1986 г. на орбиту была выведена орбитальная станция «Мир», открывшая новую страницу в исследованиях космического пространства; с 1999 г. начала функционировать орбитальная международная космическая станция – МКС.

Орбитальная станция «Салют-4»

ОРГТÉХНИКА, комплекс технических средств для механизации управленческих и инженерно-конструкторских работ. К оргтехнике относятся: средства составления, копирования и оперативного размножения документов (напр., пишущие и стенографические машины, сканеры, принтеры, ксерографические аппараты), их хранения и автоматического поиска (различные картотеки, органайзеры, поисковые системы и т. п.); устройства оперативной обработки информации (персональные компьютеры, ноутбуки, электронные записные книжки, микрокалькуляторы и пр.); чертёжно-конструкторская техника (напр., чертёжные приборы, штриховальные приборы, плоттеры, графические дисплеи, разнообразные трафареты); средства для регистрации и обработки документов (нумераторы, читающие автоматы, стенсили, считыватели штрих-кодов, устройства для уничтожения документов и пр.); средства диспетчерской связи и отображения информации (напр., телефонные аппараты, переговорные устройства, факсимильные аппараты, мнемонические схемы, устройства промышленного телевидения, приборы поисково-вызывной сигнализации) и т. д. Устройства и приспособления индивидуального пользования, облегчающие труд работников, занятых в сфере управления (менеджеры, секретари, референты и т. д.), обычно называют малой оргтехникой. К ней относятся канцелярские принадлежности (перьевые и шариковые ручки, карандаши, фломастеры, дыроколы, степлеры, скоросшиватели, различные штемпели, клеящие карандаши, скотч-ленты и т. п.), офисная мебель (столы, стеллажи, шкафы, кресла и пр.), настольные осветительные приборы, вентиляторы и т. д.

ОРОСИ́ТЕЛЬНАЯ СИСТÉМА, земельная территория с расположенными на ней гидротехническими (водозаборные и водонапорные сооружения, каналы, трубопроводы и др.) и эксплуатационными (дороги, мосты и др.) сооружениями, обеспечивающими её орошение. Наиболее перспективны закрытые оросительные системы, в которых каналы заменены трубопроводами.

В состав системы регулярного орошения входят: головной водозаборный узел – он забирает воду из источника орошения (из реки, водохранилища, канала, скважины и т. п.) и предохраняет систему от наносов, шуги (внутриводного льда), мусора; оросительная сеть – постоянные и временные каналы, трубопроводы оросительной системы, подающие воду из источника орошения на орошаемые земли; сбросная сеть; коллекторно-дренажная сеть – понижает уровень грунтовых вод и отводит воды и соли за пределы орошаемой территории, регулирует забор воды (шлюзы-регуляторы, подпорные сооружения и др.) и распределение её по орошаемой площади; эксплуатационные сооружения – дороги, устройства для наблюдения за мелиоративным состоянием орошаемых земель и др.; лесополосы и пр. Оросительные системы делятся на системы с самотёчным водозабором, в которых вода в каналы поступает из источника орошения самотёком, и с механическим водоподъёмом, в которых подача воды осуществляется насосной станцией. По конструкции они делятся на открытые, закрытые (трубчатые) и комбинированные. Открытые оросительные системы наиболее распространены; они имеют каналы в земляном русле (обычно с противофильтрационной защитой из бетона, железобетона, асфальта, синтетических материалов) или лотковые каналы. К открытым относятся и оросительные системы рисовых полей, вся площадь которых разбита земляными валиками на карты, а карты на более мелкие участки – чеки (4—10 га). Закрытые оросительные системы бывают стационарными, полустационарными и передвижными; каналы в них заменены трубопроводами (обычно подземными).

ОСНОВÁНИЕ СООРУЖÉНИЯ, массив грунта, непосредственно воспринимающий нагрузки от сооружения. Если основание сооружения образуют породы в их природном, естественном состоянии, то такое основание называется естественным; если же для устройства основания породы уплотняют или закрепляют, то основание называется искусственно укреплённым. Нагрузка на основание передаётся сооружением через фундамент. Массив грунта, составляющий основание сооружения, от этой нагрузки деформируется. Грунты, слагающие основание сооружения, как правило, неоднородны. Часто бывает переменным и уровень грунтовых вод, что приводит к возникновению гидродинамических нагрузок. На основание сооружения воздействуют также и температурные факторы. При этом деформируемость грунтов в сотни раз превосходит деформируемость строительных материалов, образующих конструкцию сооружения. Всё это предполагает инженерно-геологические исследования грунтов перед началом строительства. Ведь, если не уделить внимания основанию, будут разрушения, трещины, перекосы. От прочности основания зависит прочность и долговечность сооружения. Основное требование к основанию сооружения – общая устойчивость массива грунта к геологическим процессам (отсутствие оползней, сдвигов и т. д.) и сейсмическому воздействию. Грунтовые воды не должны вымывать грунт под фундаментом. Возможная деформация основания сооружения (и равномерная, и неравномерная) не должна быть больше предельно допустимой для принятой конструкции сооружения. Особые случаи проектирования возникают, когда основание сложено вечномёрзлыми грунтами; грунтами повышенной деформативности (илы, торфы и т. д.); грунтами просадочными и набухающими. Грунты, слагающие основание сооружения, определяют тип фундамента (свайный, мелкого заложения, глубокого заложения и т. д.). Затраты на устройство основания и фундамента обычно составляют 15–20 % от всех затрат на строительство.

ОСЦИЛЛÓГРАФ, измерительный прибор для визуального наблюдения или регистрации функциональной связи между двумя или более величинами, характеризующими какой-либо физический процесс. Наиболее часто осциллографы используют для наблюдения изменения силы тока или напряжения во времени, а также для измерений различных электрических величин: амплитуды тока и напряжения, частоты, сдвига фаз, глубины модуляции, длительности и частоты повторения электрических импульсов и др. С помощью осциллографа можно также наблюдать и фиксировать (напр., на фотобумаге) быстро меняющиеся неэлектрические величины (давление, влажность, температуру и др.). По принципу действия осциллографы делятся на светолучевые и электронно-лучевые. Действие светолучевого (шлейфового) осциллографа основано на использовании зеркального гальванометра – магнитоэлектрического (при записи изменяющихся силы тока и напряжения) или электродинамического (при записи мгновенных значений мощности) в сочетании с оптической системой. Обычно состоит из набора шлейфов – гальванометров в виде лёгкой петельки из очень тонкой проволоки с укреплённым на ней небольшим зеркальцем, помещаемым между полюсами постоянного магнита оптической системы (содержащей осветитель, линзы, диафрагмы, зеркальный барабан развёртки, экран визуального наблюдения), и приспособления для протяжки носителя записи (или светочувствительной бумаги или фотоплёнки), на котором фиксируются отклонения светового луча, отражённого зеркалом гальванометра.

Светолучевой осциллограф применяют для исследования физических процессов, частота которых не превышает 20–25 Гц. При помощи светолучевого осциллографа можно регистрировать одновременно до 64 процессов (по числу имеющихся шлейфов). Действие электронно-лучевого осциллографа основано на использовании осциллографического электронно-лучевого прибора, предназначенного для визуального наблюдения или записи (фотографирования) электрических процессов: периодических непрерывных и импульсных с частотой до 1 ГГц и выше, а также периодических процессов продолжительностью 0.1 нс и менее. Исследуемый процесс отображается на экране электронно-лучевого осциллографа в виде графиков или фигур (осциллограмм), представляющих функциональную взаимозависимость обычно двух величин, напр. напряжения от времени. Для наблюдения процессов, развёрнутых во времени, к горизонтальным отклоняющим пластинам электронно-лучевого прибора подводится напряжение развёртки от генератора напряжения пикообразной формы. Длительность развёртки – от нескольких наносекунд до нескольких десятков секунд. Измеряемый сигнал подаётся на вертикальные отклоняющие пластины электронно-лучевого прибора непосредственно или через усилитель. Существуют одно – и многолучевые электронно-лучевые осциллографы.

Электронно-лучевой осциллограф

ОСЦИЛЛОГРАФИ́ЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРÓННО-ЛУЧЕВÓЙ ПРИБÓР, приёмный электронно-лучевой прибор для отображения электрических сигналов и процессов в графической форме; основной элемент электронно-лучевого осциллографа. Осциллографический электронно-лучевой прибор представляет собой стеклянный баллон (цилиндрический или колбообразный) с откачанным из него воздухом. В узкой части (горловине) баллона установлена электронная пушка, испускающая тонкий пучок электронов. Дно широкой части баллона изнутри покрыто слоем люминофора, образуя люминесцентный экран. В узкой части баллона на пути электронного пучка находится электростатическая отклоняющая система, состоящая из двух взаимно перпендикулярных пар пластин – сигнальной и временной. Попадая на люминесцентный экран прибора, электронный луч возбуждает его свечение. Регистрируемый электрический сигнал (напряжение) подаётся на сигнальные пластины и вызывает отклонение пучка электронов в вертикальном направлении. Сигнал временной развёртки подаётся на временные пластины и отклоняет пучок электронов с постоянной скоростью в горизонтальной плоскости. В результате суммарного отклонения электронного луча на люминесцентном экране прибора воспроизводится график (осциллограмма) изменения изучаемого электрического процесса во времени в прямоугольной (декартовой) системе координат. Таким образом получают осциллограммы электрических сигналов любой формы и характера. Осциллографические электронно-лучевые приборы бывают низкочастотные, высокочастотные и сверхвысокочастотные.

а)

б)

в)

Осциллографические электронно_лучевые трубки:

низкочастотного (а), высокочастотного (б) и сверхвысокочастотного (в) диапазонов

ОТБÓЙНЫЙ МОЛОТÓК, ручная машина ударного действия для отделения от массива некрепких горных пород, разрыхления мёрзлых грунтов, асфальтовых и бетонных покрытий. Применяется также при разборке стен зданий, фундаментов и т. п. Рабочий орган отбойного молотка имеет вид долота, пики или лопаты (форма зависит от характера выполняемой работы). Внутри корпуса размещается боёк, приводимый в действие пневматическим, электрическим или бензиновым двигателем. При работе боёк, перемещаясь, наносит удары по хвостовой части рабочего органа (с частотой 1000–1500 ударов в 1 мин). Наиболее часто применяют пневматические молотки массой 5—13 кг (без рабочего инструмента).

Пневматический отбойный молоток

ОТВЁРТКИ, инструменты, применяемые для завинчивания и вывинчивания винтов и шурупов, имеющих на внешнем торце шлиц. Условно отвёртки можно подразделить на слесарные (столярные), электро – и радиомонтажные, часовые и универсальные. Обычная слесарная (столярная) отвёртка представляет собой стальной стержень, на один конец которого насажена рукоятка (деревянная, пластмассовая или металлическая), другой конец – рабочий – может быть в виде лопатки (для винтов и шурупов с прямым шлицем) или крестообразным (для винтов и шурупов с крестообразным шлицем). Ширина лезвия лопатки от 1.7 до 28 мм. Отвёртки с крестообразным рабочим концом изготовляют пяти размеров: 0 (диаметр стержня 3 мм), 1 (4 мм), 2 (6 мм), 3 (8 мм) и 4 (10 мм). Также выпускают отвёртки с двумя рабочими концами (напр., прямой и крестообразный); один конец стержня вставляют внутрь рукоятки, другой является рабочим. Распространены отвёртки с набором сменных стержней.

Слесарные (столярные) отвёртки:

с рабочим концом под прямой шлиц (слева); под крестообразный шлиц (справа)

Для ускорения работы часто применяют отвёртки с вращающимся лезвием, отвёртки, вставляемые в патрон ручного сверлильного инструмента (дрели, коловорота). Электромонтажные отвёртки формой и конструкцией сходны со слесарными, но отличаются электроизолированной рукояткой, которая выполнена из полиэтилена, полипропилена и других материалов, выдерживающих электрическое напряжение до 380 В. Радиомонтажные отвёртки имеют удлинённый (до 300 мм) стержень и небольшую ширину лезвия (2–4 мм). Часовые отвёртки отличаются малыми размерами стержня (40–80 мм) и узким лезвием (0.8–2.0 мм). Универсальные отвёртки снабжены набором сменных лезвий, размещённых в рукоятке.

ОТВÉС, грузик, подвешенный на тонкой, гибкой нити, простейшее приспособление для определения вертикального направления. Грузик чаще всего представляет собой металлический цилиндр с заострённым конусообразным нижним концом. В верхней части имеется ушко для крепления шнура. Шнур наматывается на пластинку, вырезанную из алюминиевого листа или из фанеры. Остриё грузика и шнур у свободно подвешенного отвеса должны находиться на одной линии. Под действием силы тяжести грузика нить принимает вертикальное направление, называемое отвесной линией.

Использование отвеса для проверки вертикальности боковин дверной коробки

ОТДÉЛКА ДРЕВЕСИ́НЫ, процессы обработки древесины в целях защиты её от нежелательного воздействия внешней среды и придания деревянным изделиям декоративного вида. Отделка бывает прозрачная и непрозрачная.

Прозрачная отделка, защищая древесину, не только сохраняет её естественный внешний вид, но даже подчёркивает её рисунок, делает его более ярким, рельефным. Такая отделка является по существу единственным способом отделки столярных изделий из древесины ценных пород либо облицованных декоративным шпоном, а также изделий с инкрустированной поверхностью. Наиболее распространёнными способами прозрачной отделки являются лакирование, вощение, лессировка и глазуровка. Лакирование применимо для отделки древесины любых пород. Тонкий слой лака, нанесённый на поверхность изделия, образует после застывания твёрдую, блестящую, прозрачную плёнку. Для отделки столярных изделий используют масляные, спиртовые и целлюлозные лаки, цветные (от красного до чёрного) и т. н. бесцветные, не закрывающие естественного рисунка дерева и не изменяющие цвет древесины.

При вощении древесину интенсивно натирают чистым пчелиным воском либо воскосодержащей мастикой. Воск заполняет древесные поры, сглаживает поверхность. Иногда восковое покрытие закрепляют тонким слоем лака, наполовину разбавленного политурой. Чаще всего вощение применяют для отделки изделий из дуба, бука, ореха, а также окрашенной (тонированной) древесины ольхи, берёзы, липы, тополя.

Лессировка – способ матовой отделки древесины путём нанесения на её поверхность льняного масла или высококачественной натуральной олифы, смешанной со скипидаром. Способ применяется для отделки гл. обр. ели, сосны, кедра, лиственницы и совершенно непригоден для отделки изделий из дуба (покрытых дубовым шпоном), т. к. льняное масло оставляет на их поверхности неустранимые пятна.

Глазуровка отличается от лессировки только тем, что в состав рабочей смеси, помимо льняного масла (олифы), добавляют растворённые в масле сухие красители (пигменты) для придания поверхности изделия желаемого оттенка.

Непрозрачная отделка – наиболее распространённый способ отделки изделий из низкосортной древесины с невыразительным рисунком либо когда натуральный вид древесины не имеет значения. Осуществляется при помощи клеевых масляных или эмалевых красок либо посредством наклеивания на поверхность изделия различных декоративных плёнок или шпона ценных пород дерева (фанерование). Реже применяют (гл. обр. в промышленном производстве) для оклейки цветные пластики и бумагу.

Окрашивание – наиболее простой и доступный способ отделки. Основная трудность его в том, что перед окрашиванием необходима тщательная подготовка поверхности – устранение трещин, вмятин, выпавших сучков и других дефектов, образовавшихся в процессе механической обработки древесины. Помимо указанных, существуют и другие способы отделки, которые занимают как бы промежуточное положение между непрозрачной и прозрачной отделкой, напр. окрашивание морилкой, протравное крашение, длительное выдерживание в воде (дуб), окрашивание древесины на корню путём введения красящего раствора в ствол живого дерева, обжиг древесины паяльной лампой, отбеливание перекисью водорода.

ÓТЖИГ, см. в ст. Термическая обработка металлов.

ОТКÁЗ, см. в ст. Надёжность.

ÓТПУСК МЕТÁЛЛОВ, способ термической обработки, включающий нагрев закалённого металлического изделия до заданной температуры, выдержку и последующее медленное охлаждение. Главная цель отпуска заключается в достижении оптимального сочетания прочности, пластичности и ударной вязкости металла. С повышением температуры отпуска твёрдость и прочность понижаются, пластичность и ударная вязкость повышаются.

ОФСÉТНАЯ ПЕЧÁТЬ, способ типографской печати, при котором краска с любой печатной формы передаётся на запечатываемый материал через эластичное (офсетное) полотно. Осуществляется на офсетных печатных машинах. В зависимости от типа печатной формы и способа её изготовления различают высокую офсетную печать, когда изображение на эластичное полотно переносится с печатной формы высокой печати, и глубокую офсетную печать – с использованием форм глубокой печати. Особенностью офсетной печати является перенос краски на бумагу не с печатной формы непосредственно, а через офсетный цилиндр, покрытый эластичной резинотканевой пластиной. При этом печатающие и пробельные элементы находятся практически в одной плоскости, но обладают разными физико-химическими свойствами: пробельные элементы хорошо смачиваются и отталкивают краску, печатающие – наоборот. Офсетные печатные машины делятся на листовые и рулонные, одно – и многокрасочные. Печатный аппарат любой офсетной машины включает в себя, как правило, формный, офсетный и печатный цилиндры. Офсетный способ печати – наиболее производительный и экономически выгодный при изготовлении многокрасочных изданий большими тиражами.

Схема офсетной печати:

1 – печатная форма; 2 – резиновое полотно; 3 – бумага