Tags: журнал журнал популярная механика
Year: 2003
Text
Ф ШУ
Цифровая смерть целлулоида
j lM ; н
POPULAR MECHANICS RUSSIA OCTOBER /10
II
4П606В95 U0CJ192 1 0 20 TD
МОНОЦИКЛ
на колесах
УРАНОВЫЙ ЛОМ
Лучшее оружие
против танка
КОСМИЧЕСКИЕ
КРЕЙСЕРЫ
Пушки на орбите
БЫСТРО,
НО НИЗКО
Каспийский
монстр
от редактора
Одноколесный мотоцикл - моно-
цикл, который вь: видите на обложке
журнала, - до глубины души поразил
наших дизайнера и фоторедактора,
заядлых мотоциклистов. Одноколес-
ное чудо техники будет развивать
РУСЛАН f YUWMIB
скорость под триста километров в
час. Это, положим, представить себе
можно. А вот как. тормозить с такой
скорости на единственном колесе?
Ни дополнительные два миниатюр-
ных колеса, которые аналогично
самолетному шасси должны выдви-
гаться из моноцикла, ни система
мощных гироскопов нас не убедили.
Да и сам главный дизайнер моноцик-
ла на прямой вопрос о торможении
отделался невнятным рассуждением
об ABS. В общем, мы дорого бы да-
ли, чтобы посмотреть на смельчака,
который разогнался бы на моноцик-
ле до трехсот километров, а потом
резко нажал на тормоз.
Но моноцикл - это из разряда экзо-
тики, просто на картинку полюбо-
ваться. Из серьезного чтения в этом
номере практически все ответы на
тему цифрового кино: чем снимают,
как хранят и как. показывают.
Словом, полный ликбез по совре-
менным кинотехнологиям.
Наконец-то увидел свет долгождан-
ный материал про реальный самолет
с атомным реактором -Ту-95ЛАЛ.
Материал стоило ждать: тех фото-
графий, которые мы опубликовали,
нет даже в ОКБ Туполева, где этот
самолет разрабатывали (по крайней
мере, нас в КБ уверяли именно в
этом).
Можно также почитать об антима-
терии (всего накопленного челове-
чеством антивещества хватит, чтобы
одноваттная лампочка загорелась
на 0,01 секунды), о боевых экрано-
планах - самом большом советском
секрете 60-х годов - и снарядах с
урановыми сердечниками.
Самое большое удовольствие рос-
сийская редакция получила, осваи-
вая управление радиоуправляемой
яхтой, а американская - тестируя
современные луки. Откровенно го-
воря, я с удовольствием махнулся бы
на этот раз с заокеанской редакци-
ей: уж больно луки на фотографиях
Ваш главный популярный механик
Александр Грек
Т
содержание
Популярная
Механика
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Александр ГРЕК
ГЛАВНЫЙ ХУДОЖНИК Руслан ГУСЕЙНОВ
РЕДАКТОРЫ Евгений БОГОРАД,
Александр ЛЕВИНСКИЙ
♦ОТОРЕДАКТОР Алексей ЧИКУРНИКОВ
ДИЗАЙНЕР Татьяна МУРАДОВА
КОРРЕКТОР Елена ТИМОШКИНА
АССИСТЕНТ РЕДАКЦИИ Мария ЛОБАНОВА
НАД НОМЕРОМ РАБОТАЛИ
Марин 6ЕЛИЛОВСКАЯ, Андрей ЕЛКИН,
Мария ЗЕЛЕРАНСКАЯ, Мурад ИБАТУЛЛИН.
Дмитрий МАМОНТОВ. Андрен ПОДКОЛЬЗИН,
Дмитрий ФИЛОНОВ
ИЛЛЮСТРАЦИЯ НА ОБЛОЖКК
BOMBARDIER
ИЗДАТЕЛЬ Маргарита ТЫРЙНА
ДИРЕКТОР ПО РЕКЛАМЕ Елена СМЕТАНИНА
МЕНЕДЖЕР ПО РЕКЛАМЕ Татьяна АВЕРЬЯНОВА
АССИСТЕНТ РЕКЛАМНОГО ОТДЕЛА
Наталья ПАВЛОВА
КООРДИНАТОР РЕКЛАМНОГО ОТДЕЛА
Валерия КОЗЛОВА
МЕНЕДЖЕР ПО МАРКЕТИНГУ Раман ФОТИЕ8
ДИРЕКТОР ПО РАСПРОСТРАНЕНИЮ
Татьяна ШАЛЫГИНА
КООРДИНАТОР ОТДЕЛА ПОДПИСКИ
Елена МИТЕНКОВА
МЕНЕДЖЕР ПО ПЕЧАТИ Ольга ЗАМУХОВСКАЯ
КООРДИНАТОР ПЕЧАТИ Людмила КАМОЧКИНА
СИСТЕМНЫЙ АДМИНИСТРАТОР
Екатерина ЙОГНОВА
ФИНАНСЫ Наталье АВДОНИНА
POPULAR MECHANICS IS PART
OF INDEPENDENT MEDIA
ДИРЕКТОР Михаил ДУБИК
СОВЕТ ДИРЕКТОРОВ
Дери САУЭР. Михаил ДУБИК. Енена МЯСНИКОВА,
Татьяна ШИШКОВА, Михаил ФОН ШЛИППЕ
УЧРЕДИТЕЛЬ И ИЗДАТЕЛЬ ЖУРНАЛА
ООО "Фэшн Пресс” 1125212. Москва, ул. Выбпргскви.
д. 16. стр. 1) Торговая марки и торговле имя "ПбАуляр-
нал Механнка“/Рори1аг Mechanics являются исключи-
тельной собственное гью The Hearst ComtriHAicetions.
Inc. ©The Hearst Communications, lac.. New York, USA
Журнал печатпёгся и распространяется ООО “Фэшн
Пресс” с разрешения Hearst CommHoicatieos, Inc.,
New York, NY 10019 USA и Hearsi Independent Modia
Publishing Ltd., Ariadoe House Office 42, 333 23th
October Дуепне, TT 3107 Limassol, Cyprus
Журнал зарегистрирован в Министерстве
ио делам нечати, телерадиовещания и средств
массоных коммуникаций (Свидетельство
ПИ № 77-13009 от 27 июня 2002 г.)
Тирань 57 000 энз. Цепа договорная
Отпечатано в ЗАО “Алмнз Пресс”,
123022. Москва. Столярный пер., д. 3/34
АДРЕС И ТЕЛЕФОНЫ
125212, Москва, ул. выборгская, д. 1б, сгр. 1
Все письма наоранлянгв па адресу:
125212. Москва, ул. Выборгская, д. 16, стр. 1.
Редакции журнала “Пепулпрная механика"
Редакция
Тел.: (095) 232-3200. Телефакс: (095| 150-9934
E-mail: pmOiniedie-Гн
www.pcpblatmechaaics.ru
Отдел рекламы
Теп.: {095) 232-3200. Телефакс: (095) 232-9265
E-mail: pmadvert@imedia.ru
Отдел распространения
Тал.: (095i 232-3200 Телефакс: {095} 232-1760
Информация о подписке
Тел.: 232-9251. Телефакс: (095) 913-2941
E-mail: potlpi$ka®imedia.rH
Пржлиянм ружжяс»« ЯРгг"‘ * МС П».1СМЯ*ЮТ1|>
оврпт»ф Р*д»1ЦИЛ»С1(влвп звсв4о* прлпо к пстугмии в П»рвовсн» е -еноте*»-
м Ммовм авторов м аырйиса1»1 родитам. Лармтвчню и иди МО
«чкмтдеиммк'рклм иаиж. ицркалл «н лобам Н)ь*» оозядины тмкш.
С MKbRMrihMn разрешен** Г>РаЯР’в*п
© 2003 ООО "Фаши Пресс1'
НАУКА
18 Артиллерия на орбите
Как русские спутники собирались
отстреливаться от американских
22 Суперпушка
Боевой космический лазер -
первый груз "Энергии”
24 Космические истребителя
Системы космического перехвата
28 Летающая атомная лаборатория
Атомный реактор, которому просто
хотелось побыть птицей. Остается
только догадываться, что бы слу-
чилось, упади он на наши головы
36 Кривое зеркало Мира
На что только не пойдут ученые,
чтобы поймать антивещество.
Даже на космос у них есть планы
АРХИВ
72 Нитка, иголка, мотор
Швейная машина - от "А" до "Я”:
история создания, влияние на
моду, забавные эпизоды...
ТЕХНОЛОГИИ
46 Битва за байты
Что общего у Лукаса, Родригеса,
фон Триера и Сокурова?
52 Секреты цифрового
кинопроизводства
Чем и в каком формате снимают
цифровые фильмы
56 MPEG-2: Ликбез
Что лежит в основе цифрового те-
левидения, цифрового кино и DVD
4
ПОПУЛЯРНАЯ Н1ХАИЙНАВ УОРиЬАЯ WIECHAWiCSB О К ТЯ БрЬ 2003
НА ОБЛОЖКЕ
НАСЛЕДНИК SEGWAY
Почему он не падает? Тут есть
две хитро ст 14. Во-первых
аппарат спабжен системой
гироскопов и, в принципе,
способа н сохранить равнове-
сие даже без седока, просто
балансируя н* месте. Но но
это расходуется энергия, по-
этому в любой момент; когда
скорость устройства состав-
ляет менее 20 км/ч, у пего
спереди., как у реактив ого
самолета, "вырастает" двух-
колесное шасси. Так. что
в 'Чо(’сяиии покоя" устрой-
ciho представляет собой
трехколесну-о конструкцию
ОРУЖИЕ
78 Урановые боеприпасы
Дело далеко не только в радиа-
ции. Такие снаряды горят почти
как Солнце
82 “Монстр” против “Пеликана”
Боевой экраноплан - от забытых
проектов несуществующей страны
до прототипов будущего
АДРЕНАЛИН
88 Огненные колеса
Технологии современных
лучников. Луки не стали
мощнее, зато стали легче
и точнее
92 Смертельный испуг
Действительно ли карусели
убивают?
АВТОМОБИЛИ
98 Измерения проходимости
Что нужно знать, выбирая
внедорожник
104 Популярная формула
Как устроена подвеска
в "Формуле-1"
112 Инспектор-невидимка
Русский взгляд на проблему
"черного ящика” в автомобиле
и комментарии редакции
116 Надстройка над роторным
двигателем
Мы снова возврещаемся
к нашей любимой Mazda RX-8
МАСТЕР-КЛАСС
118 Класс "Эгоист”
Как редакция запускала радио-
управляемую яхту. Репортаж
с "Водного стадиона"
В КАЖДОМ НОМЕРЕ
3 От редактора
6 Письма читателей
8 Машина времени
11 Парад технологий
42 Горячая десятка
66 То, что надо!
106 Автосервис
122 Самосохранение
ОКТЯБРЬ 2003И₽ОРиЬАВ MKORAKJCSBПОПУЛЯРНАЯ МЯХАНИКА
*“ ~ пс* ’Г*— НАШ ПРИЗ
ОЙ ВМИГ'- ЛУЧШЕМУ
..- ЧИТАТЕЛЮ
МЕСЯЦА -
ГЕЛЬ ДЛЯ БРИТЬЯ
GILLETTE SERIES
И ДЕЗОДОРАНТ-
АНТИПЕРСПИРАНТ
Gillette series
power stripe
ОТ КОМПАНИИ
GILLETTE
ЛУЧШЕЕ ПИСЬМО МЕСЯЦА
Зуд самодельщика появился у меня еще в школе. В вузе он только усилился: в МВТУ учился на ком-
пьютерщика, но в учебной программе были курсы по широкому спектру инженерных дисциплин.
Когда я заинтересовался пригодными для самодельной постройки реактивными двигателями, оказа-
лось, что их существует множество. К сожалению, я не встречал разработок жидкостных реактивных
микродвигателей - модельные ракетные микродвигатели твердотопливные. Зато много строится воз-
душно-реактивных двигателей разного типа на жидком топливе. Поделюсь ссылками: http://www.
pulse-jeXs.com (сайт Кеннета Мюллера; информация для постройки, конференции по пульсирующим
воздушно-реактивным двигателям - ПуВРД); http://www.rqriley.com/gluharef.html (двигатели с много-
ступенчатым резонансным расширением горючей смеси Е.М. Глухарева; работают на жидком пропа-
не, поэтому схема силовой установки исключительно проста); http://www.vortechonline.com/jets
(те же двигатели на продажу в разной степени готовности и примеры их использования);
http://aardvark.co.nz/pjet (сайт Брюса Симпсона, энтузиаста ПуВРД); http.7/www.blastwavejet.com
("пульсирующий реактор" Хиллера - Локвуда; самый простой безклапанный ПуВРД).
С уважением, Александр Понурко
ИМ. Спасибо за тему. В одном из ближайших номеров мы займемся постройкой реактивного
двигателя и расскажем о том, что получилось.
Первая космическая
Купил № 8 "ПМ" и обнаружил не-
сколько недочетов - в том числе, на
стр. 39: "со скоростью около 4 км/с" -
все-таки, наверно, около 8 км/с.
Дмитрий Раков
ПМ Дмитрий! Первая космическая
скорость vO = 8 км/с - это скорость
спутника Земли при движении по
орбите R0 с радиусом, равным ра-
диусу Земли (примерно 6370 км).
Ускорение при круговом движении
по орбите радиуса R со скоростью
v определяется по формуле: g =
= (v*v)/R. Движение по орбите проис-
ходит под действием силы притяже-
ния, и то же самое ускорение g вы-
числяется по формуле Ньютона:
g = (G*M)/(R*R), где <3 - гравитаци-
онная постоянная, М - масса Земли.
Если сравнить эти выражения, по-
лучим: v = sqrt((f*M*R)/(R*R)) =
= sqrt(f*M/R). Найдем отношение
скоростей vO и v! при движении по
орбитам R0 и R1: vO/v1 = sqrt(RURO).
Подставим сюда значения: vO =
= 8 км/с, R0 = 6370 км, R1 = (20000 +
+ 6370) км, - получим: v! =3,9 км/с.
Анастасия Близнецова
Еще о псевдопер-
петуум-мобиле
Хочу предложить создать в журнале
рубрику, посвященную механизмам
с КПД, превышающим 100%. На-
пример...
1. В 1974 году в США был разра-
ботан шеститактный ДВС, имеющий
КПД в два раза больше традицион-
ного. Суть: пятый такт - впрыскивание
воды; шестой такт - работа водяного
пара.
2. В 1986 году специально создан-
ный японцами автомобиль израсхо-
довал на 100 км всего... 0,055 л бен-
зина (около 44 г).
3. Холодильник доктора техничес-
ких наук В. Зысина, который вообще не
требовал внешнего подвода энергии.
Не могли бы вы также рассказать
о судьбе изобретения Андрея Мель-
ниченко, которое вроде бы собира-
лись внедрить в производство.
Виктор
ПМ Уважаемый Виктор! Прежде
чем доверять многочисленным пуб-
ликациям (а если точно, публикации
одного и того же текста в разных пе-
чатных и интернет-изданиях), иногда
стоит просто вспомнить школьный
курс физики или перечитать учебник.
Учим историю
Всегда считал "ПМ" серьезным из-
данием. Теперь вынужден изменить
свое мнение и отнести ваших авто-
ров к той же "славной" когорте,
к которой принадлежат создатели
фильмов телеканала "Дискавери".
Подтолкнула меня к таким мыслям
статья Е. Богорада "Пегас" не выне-
сет двоих". Если вы считаете себя
специалистами, не поленитесь изу-
чить историю. "Много позже я
узнал, что придумали их (СВП) в
Англии, назвав "hovercraft", - это
отрывок из статьи. Еще в 70-х годах
журнал "Катера и яхты" напечатал
статью об этих катерах с чертежами
и фотографиями. Первые катера
с воздушной смазкой - прообразы
СВП были построены и испытаны в
Италии еще в период Первой миро-
вой войны. В 1927 году в СССР про-
фессор Владимир Израилевич Лев-
ков приступил к исследованиям воз-
душной подушки.
Виктор
ПМ Уважаемый Виктор! Кроме жур-
нала "Катера и яхты", мы читаем и
Британскую энциклопедию (Encyclo-
paedia Britannica; www.eb.com), где
написано, что идея судов на воздуш-
ной подушке принадлежит британ-
скому инженеру сэру Джону Торни-
крофту, а разработка эта датируется
70-ми годами XIX века.
Евгений Богорад
Редакция оставляет за собой право
редактировать письма. Присланные
фотографии и рукописи не возвращаются.
Адрес редакции: 125212, Москва, ул.
Выборгская, д. 16, стр. 1. E-mail: ptndimedia.ru
6
популярная мрханиуа!popular МЖСНА?ПСЗЯ ОКТЯБРЬ 2003
машина времени
WVLAM MXCHHJC* Л»*Ш71КЕП *ХСТН»
Стимуляторы
роста волос
"Бесплатный образец!
Одна ампула моего удиви-
тельного средства, и у вас на голове снова вырастут
волосы!" - такие предложения и якобы "неретуши-
рованные" фотографии лысых, на чьей голове снова
появились волосы, часто появлялись в журнале. Мож-
но было даже получить адреса этих счастливчиков и
поговорить с ними. Реклама стимуляторов роста
волос появляется и сегодня. Только фотографии ста-
ли другими.
Полеты по случаю
Этот персональный воздушный шарик
считался парашютом
наоборот. Он был так мал
(340 куб. м), что в сло-
женном состоянии уме-
щался в рюкзак, который
служил также подвесным
сидением. Два 19-лит-
ровых бака с пропаном
служили источниками
топлива. Один баллон
наполнял оболочку,
другой брали с собой
в полет. Весь агрегат
весил всего около 30 кг
и был выполнен так,
чтобы его было удобно
везти на любой ма-
шине при возвраще-
нии домой автостопом
после полета.
лет назад
лет назад
Комната на случай войны
Бассейн, который становился автоматичес-
кой дезактивирующей ванной в случае ядер-
ной атаки, был одним из элементов дома
для "ядерной эпохи", построенного голли-
вудским подрядчиком. Нырнув в бассейн,
можно было добраться до подземного убе-
жища, расположенного в склоне холма.
Для противостояния ударной волне в над-
земной части здания, показанного здесь.
использовались прочные гофрированные
стены. Хрупкое стекло легко заменялось
после взрыва. Садик, разбитый на плоской
крыше, со слоем земли толщиной с кулак,
защищал от высокой температуры или уда-
ров. В бомбоубежище были мощные сталь-
ные ставни.
лет назад
За октябрь 1903 года
данных нет
8
• ПОПУЛЯРНАЯ МЖЯАНЯКЛИ POFULAfl МЕСНАК1С5И ОКТЯБРЬ 2003
Гигантская медуза - обитатель глубин
МОМТТВП BAY миллим
Ученые из Института подводных ис-
следований залива Монтерей (Кали-
форния) открыли новый вид медуз,
которые обитают на глубине около
полутора-двух километров.
Tiburonia granrojo, или большая
красная медуза, как ее называют ис-
следователи, имеет диаметр около
метра. Впервые ее засекли еще лет
десять назад при помощи дистанци-
онно управляемых подводных аппа-
ратов. В то время ученые не прида-
ли значения этому факту, отнеся его
в разряд курьезов. Но со временем
они поняли, что медуза отличается
от своих собратьев-гигантов. Помимо
всего прочего, вместо щупалец у нее
мясистые лапы.
Джордж Матсумото, биолог это-
го института, увидел медузу в 1998
году и сразу понял, что имеет дело
с неизвестным ранее видом. Вмес-
те со своим коллегой Кевином Рас-
коффом, он написал статью для ин-
тернет-версии журнала "Морская
биология", где констатировал, что
медуза настолько отличается от дру-
гих, что ее следует считать не но-
вым видом, а новым подсемейством,
Tiburoniinae. Исследователи отмеча-
ют, что медуза встречается и в дру-
гих местах Тихого океана - от Гавайев
до Японии. Остается множество во-
просов: в частности, как питается
и как размножается вновь открытое
животное.
-------------------------О
ОКТЯБРЬ 2 0 03М ^GPVTLAK MttL «АШСВИ ВО В ТПЯГНАЯ МЕХАНИКА
технопарад
Побыть
нии врачей-офтальмологов College
of Optometrists in Vision Development.
Причем если смотреть фильм с бо-
лее близкого расстояния, то процент
"невидящих" возрастает. У детей мо-
жет болеть голова и могут возникать
неприятные ощущения в глазах. По-
добные проблемы, скорее всего,
говорят о некоторых заболеваниях,
среди них амблиопия и косоглазие.
В утешение страдальцам можно ска-
зать, что они прошли медицинскую
диагностику - по цене билета в кино.
В российский прокат выходит фильм
Роберта Родригеса "Дети шпионов
3D: Игра окончена", В обычном ки-
нотеатре зритель сможет увидеть
картину в трехмерном объемном
изображении. Для просмотра вместе
с билетом будут выдаваться специ-
альные одноразовые очки. Однако
от пяти до семи процентов зрителей,
в основном детей, трехмерности изо-
бражения не увидят - об этом сооб-
щили в международном объедине-
3D: берегите
головы
U.S. HAY IDUNK MUSEUM OF NflllRE *SOPC
Морские львы
охраняют ВМФ
Эти новобранцы ВМФ не могут стоять по
стойке смирно и отдавать честь офицерам. Это калифорнийские морские львы.
Они часть программы системы обнаружения нарушителей на мелководье (SWIDS).
Животные трудятся вместе с моряками, сопровождающими их на надувных лод-
ках. Львы натренированы для обнаружения мин и подводных препятствий, кото-
рые могут повредить кораблям. Если животные видят что-нибудь подозрительное,
они ставят отметку при помощи маркера, который держат в зубах. Последнее
известное местонахождение этой группы ВМФ - Бахрейн.
космонавтом
Посетители Денверского музея, зайдя в новый зал, смогут
окунуться в космическую жизнь. Выставка "Космическая
Одиссея" - самый навороченный в мире планетарий. Вдо-
бавок там поддерживается телекоммуникационный контакт
с Международной космической станцией (МКС) и другими
миссиями НАСА. Куратор экспозиции Лаура Дэнли говорит,
что посетители становятся на время экскурсии настоящими
космическими учеными. "Одиссея" поощряет активное уча-
стие в научном процессе. Посетители могут выстроить свой
визит в соответствии со своими интересами. Мало того, что
можно наблюдать за стартами кораблей НАСА и передача-
ми с них, можно еще поуправлять копией марсохода и со-
вершить стыковку с шаттлом. Билет стоит $50, но это ра-
зумная цена за такое удовольствие.
12
популярная мяханикдИPOPULAR МаСНАНЗСЗИОКТЯБРЬ 2003
технопарад
Новый пылесос-робот Roboking от LG
очень напоминает маленького R2D2
из "Звездных войн". Наверное, эту
ассоциацию и хотели вызвать корей-
ские инженеры. В поисках зарядного
устройства он даже попискивает ана-
логично легендарному астродроиду.
Да и основные функции у них почти
одинаковые: оба должны точно по-
строить карту, только R2D2 - курса
звездолета, a Roboking - убираемого
помещения.
Как объяснял "ПМ" Джеймс Дай-
сон, задача точного позиционирова-
ния домашних пылесосов посложнее
системы наведения крылатых ракет
первого поколения: никакие нави-
гационные спутники не помогут, сиг-
нал внутри помещения не принима-
ется. Строить карту квартиры новому
пылесосу помогают 14 ультразвуко-
вых сенсора, они же не позволяют
Roboking свалиться со ступенек. Еще
четыре инфракрасных датчика помо-
гают пылесосу вернуться к зарядно-
му устройству. Судя по тому, что уда-
лось увидеть "ПМ", пылесос строит
в своей памяти примитивную карту
помещения, и его уборка более на-
поминает хаотические движения,
чем осознанную работу. Однако в
следующей модели пылесоса-робо-
та корейские инженеры обещают
реализовать оптимальную форму
уборки, что подразумевает идеаль-
ную навигацию.
Дилеры MITSUBISHI MOTORS:
LANCER. ТНС NEW WT$U*15X |
MITSUBISHI
MOTORS
Ноаый Mitsubishi Lancer готов занять важное Светов вашей жизни. Просторнъй,
надежный и стильный, он всегда доставит Вас с комфортом тунг - куда Вы пожелаете.
Выбор Вашего автомобиля еще никогда не был так прост.
Японские традиции. Японские технологии. Японское качество. Это новый Lancer
Мосам: Ролъф-Цвнтр [095] 70О-77СО, Родьф-Юг (095) 760-0262, Р1згъф-ДиамВнт (035) 700-7768: Не Таггиад 1095)792-5733. На Вышлете (С05Ц93-ЕС61. На б.Орпушккой (D95) 236-0122. На Пионе [095) 255-0707. На Коломенской (О95| 116-2062,0%тв «лор:
[095)795-6547: Санкг-Пвтарбург Рогьф-Кдрпайн [3121320 0020, Радуга-Авто (812] 110- 3242,Шувэлсво-Авто(812] 514-6006; великий Новгород: Европз-Двта (81622) 7-2215: Волгоград Арком*(8442)42-6472: Вологда:Мдртен-Авто: (0172) 21-5327; Воронеж: Мертвн-
Автс (0732)39 2492; Екатеринбург: Cmw Моторе [3432] 70-0132; Иваново: Риат (О932[ 30-7771. Ижевск: Ижзвтогаз (34121 75-6798; Иркутск: РогоснТркт (39521 53-0660. Казань: Раиф-Цемтр (3432) 64-3234. ПС (0432] 18-3535; Кеме рою: ОСО 'Aroafcie' (3842125-
'3421. Краснодар: Модус (8612125-1592; КраснОфСк: Мадвзд, (9912| 25-1655; Нвбарвжньл Чалмы: ПС (0552) 39 2525; ЬЬвесний Новгород: иеитрогас 18312) 24-1801: Новосибгфск: Ново-Мэторс (3832174-ЗКО; Омск: Аетгцвкгр Бэре (3012) 50-2040. Оренбург. Автосалон
2000I3532) Б5 3192. Пени: ПензаатоГАЗсврвис 18412) 49-7254; Перш: УрнлАвтсИмпэрт (3422190-2900, Петрозаводск СТК (6140) 79-7000; Рост и-на-Доку МС'Дус(8832[24-8399; Развны Фест (0912) 55-4012; Секаре: Самарские Аатиобмлн >8462] 57-1690, Садяпж
DapMoopc [&452I 52-7656. Сочи: Юг-М 10622) 69-4518: Ставрополь: Модус |9652) 20-2828; Сургут: СиЕкар (2462I 75-5656; Толытни: Ор^ит Методе [0402) 35-7806. Томск: Аатодактод (3822I 66-0177; Тулк ООО ’Автокпесс' (0872) 36-6362; Тени»: Спецодтоцвнт)
Аишганз (3452139- 7333; Ульяновск: Мотам [8422] 89-1969; УфкСМти-^торс-Уфа 13472)52-3027 Челябинск:Регинк[3512]34-8618 Рольф-Прокат. Москве(095)780-6888; Рог»ф-Лизмнг. Мэсказ(085)785-1972. ........ .™. 1О1еи, мптппе пи
технопарад
Сергей Воробьев, начальник службы
по обеспечению связи в локальных зо-
нах и зданиях компании "Мобильные
ТелеСистемы" рассказал редакции
"ПМ" о принципах построения GSM-
связи в московском метро.
Ответ на вопрос "Как работает
GSM в метро?" оказался очень про-
стым: "Так же, как в любом другом
замкнутом пространстве". Основная
проблема заключается в том, что ра-
диоволны очень неохотно проникают
сквозь землю. Поэтому для обеспече-
ния связи на станциях метрополитена
там ставят антенны, при помощи ко-
торых "закрывают сигналом" как
платформы, так и переходы и эскала-
торы. Если поднять голову, то практи-
чески на всех центральных станциях
московского метро можно обнару-
жить характерные антенны. А кое-где
таких антенн несколько: вслед за пер-
вопроходцем под землю ринулись все
остальные сотовые операторы.
Гораздо интереснее другое - откуда
под землей вообще берется связь.
Оказывается, на некоторых станциях
метро устанавливают базовую стан-
цию. Почему не на всех? Дело в том,
что пропускная способность типичной
базовой станции в разы превосходит
потребности одной станции метро.
Поэтому фрагменты такой базовой
станции как бы выносят на соседние
станции метро, а связь между этими
фрагментами осуществляется по оп-
товолоконному кабелю. Который, к
слову, принадлежит не операторам
связи, не метрополитену, а вообще
третьей стороне - операторы просто
арендуют емкость в канале для пере-
дачи своих данных. Все базовые стан-
ции, которые находятся в метро, объе-
динены между собой в "куст", кото-
рым управляет контроллер базовых
станций. Таким образом, ника-
ких особенных отличий метро-
GSM от обычного не существу-
ет. Ну, почти не существует.
Между станциями метро
"Марксистская" и "Третья-
ковская" проложен экспери-
ментальный участок особого
излучающего кабеля. Это дало
возможность не прерывать раз-
говор, даже находясь в вагоне
метро, во время движения.
Правда, проблема шума дела-
ет это почти бессмысленным.
Вариант излучающего коаксиального
кабеля. В наружном экране просто
проделываются отверстия
В некоторых странах метрополитен
предпринимает особые меры к сни-
жению шума в вагоне - вплоть до то-
го, что "обувает" некоторые колеса
в резину. В России это не так: метро,
в силу разных объективных причин,
выступает как пассивный наблюда-
тель, который просто продает услуги
по аренде пространства и каналов
связи. К тому же сам излучающий
кабель, как и его прокладка, - удо-
вольствие крайне недешевое, так что,
учитывая протяженность московского
метро (около 200 км), не стоит наде-
яться на быструю "телефонизацию
всей московской "подземки".
Еще Сергей рассказал нам, что
"бросок в метро" был настоящим
вызовом для компании. С одной сто-
роны, все технологии были давно от-
работаны на наземных объектах, где
устранялись зоны неуверенного при-
ема (делается это путем установки
репитеров и дополнительных антенн,
а предпочтение при рассмотрении за-
явок отдается крупным корпоратив-
ным клиентам). Но с другой - это со-
вершенно новая среда развития, при
освоении которой компания преодо-
лела множество сложностей и много-
му научилась.
ИГОРЬ КРАВЧУКА. МИХАИЛ СШЕКЛНЙ
14
— -----------------------——----:-----— --------1
ПППУЛЯРИЛЯ МЖХА0ИКАЖрОРУЬАК btSCHAStICSB ОКТЯБРЬ 2003
технопарад
Пожар на скважине
Обычный метод борьбы с пожаром на
нефтяной скважине - использование
взрывов или воды для прекращения до-
ступа кислорода к пламени. Как только
удается покончить с пламенем, в скважи-
ну немедленно врезают вентиль. Дело
это чрезвычайно рискованное, поскольку
газ с нефтью образуют взрывоопасную
смесь. Компания Taurus Research Systems
из города Элджин (Южная Каролина)
продемонстрировала более безопасную
технологию. Переносную камеру, снаб-
женную отводной трубкой для нефти и
вентилем, устанавливают- на пепелище.
Люди в защитной одежде работают внут-
ри камер, заполненных азотом, в то вре-
мя как пламя пылает снаружи. А система
водяного охлаждения не дает людям и
технике перегреться. Несколько ближне-
восточных нефтяных компаний уже про-
явили интерес к разработке.
Рыбка-зебра поможет глухим
Прозрачная рыбка-зебра может дать ключ к излечению глухоты у людей,
потерявших волосяные клетки, которые стимулируют нервные ткани в слу-
ховом аппарате. Это может быть вызвано врожденными дефектами, болез-
нями и некоторыми лекарствами. А у рыбки-зебры подобные клетки восста-
навливаются. Генетик из Медицинского колледжа штата Джорджия Дэйвид
Козловски считает, что смог найти гены, вызывающие регенерацию у рыбки.
Если бы удалось добиться подобного эффекта у человека, это излечило бы
некоторых больных глухотой.
Светоизлучающий
мост
Освещение мостов обычно устроено при
помощи мощных прожекторов, которые
играют светом на башенках и мерцающих
кабелях. Мемориальный мост в городе
Риека (Хорватия) обходится малой толикой
обычно потребляемой мощности. Вместо
ламп накаливания там использованы све-
тодиоды, изготовленные фирмой Osram,
дочерним предприятием немецкой кор-
порации Siemens. Светодиоды заключены
в эпоксидную смолу. Они освещают алю-
миниевую поверхность моста из каналов,
вырезанных в деревянных перилах. Общее
потребление - 1 кВт, то есть меньше, чем
потребляет один-единственный прожектор.
ОКТЯБРЬ 20ОЗв POPULAR MICHAMICSi ДОДУПЯРНАЯ механика
технопарад
лексана.
Тормоз для пуль
На пути процесса успешной иденти-
фикации пуль и стволов раньше сто-
яла одна проблема. Она была связа-
на с методикой "отстреливания"
стволов, где для торможения пули
использовался резервуар с водой,
Новая жизнь
старых труб
Поскольку копать под улицами жило-
го района хлопотно (нужно много
всего согласовывать с разнообразны-
ми чиновниками), немногие из ком-
мерческих зданий могут похвастать
оптоволоконным подключением
к интернету Компания Sempra Fiber
Links из Сан-Диего нашла неожидан-
ное решение этой проблемы: они пус-
кают оптоволокно по газовым тру-
бам. Главная сложность заключалась
в том, чтобы обезопасить места входа
и выхода кабеля из газовой трубы.
Sempra надеется, что компании, кото-
рые эксплуатируют газовую инфра-
структуру, будут в восторге: сегодня
трубы пусты, а завтра смогут нести
полезную нагрузку.
Знаменитому пластику лексан исполняется 50 лет. Это один из самых широко
применяемых материалов в мире. Он начал жизнь в 1953 году в пробирке, в ла-
боратории компании General Electric. Получив его случайно, доктор Дэниэл Фокс
понял, что материал невозможно повредить. С тех пор компания GE Plastics про-
дала 500 тыс. т этого вещества. Лексан используется практически во всех облас-
тях промышленности - от машин до компьютеров, от стройматериалов и спорт-
инвентаря (например, в показанном на фото каноэ) до DVD-дисков. В 1969 году
лексан завоевал и вторую планету - прозрачная часть скафандров астронавтов
База Олдрина и Нейла Армстронга, гулявших по Луне, была сделана именно из
Двухслойная
нефтяная баржа
К 2020 году практически все суда, транс-
портирующие нефть, должны быть обору-
дованы двухслойными стенками, чтобы предотвратить разлитие нефти. Раз-
рабатывая новые супертанкеры, совместимые со стандартом 1990 года (Oil
при прохождении которого пуля из-
рядно деформировалась. Но ученые
из Баллистической лаборатории го-
рода Рим (Джорджия) придумали
новый способ. Вместо воды они ста-
ли использовать длиннозернистые
волокна, которые поглощают ки-
Pollution Act), морские дизайнеры не забыли и о банальной нефтяной барже.
Последняя разработка (см. фото внизу) - DBL-81, океанская баржа на 80 тыс.
баррелей. Помимо двойного корпуса она снабжена системой поглощения
испарений и раздельными отделами для десяти разных нефтепродуктов.
Компания Bollinger Shipyards, построившая это чудо, уже работает над бо-
лее вместительной версией, на 100 тыс. баррелей.
нетическую энергию пули и останав-
ливают ее, не повреждая. Таким
образом улучшается качество иден-
тификации оружия.
16
ПОПУЛЯРНАЯ МХХАНИЯАвРОРиЬАЙ MICHAK1C81 О КТ Я БРЬ 2003
технопарад
Приказы доходят быстрее
Созвездие спутников связи Milstar, которое обошлось
в $5 млрд, наконец вступило в строй. Новая система
позволяет боевым частям получать команды из Пен-
тагона за шесть секунд, вместо прежних 60 минут. ВВС США описывают сис-
тему как "неубиваемую". Спутники Milstar могут даже пережить воздействие
радиации, вызванной атомным взрывом в космосе. Пять из шести запущенных
спутников вошли в строй. Один застрял на неправильной орбите в 1999 году.
Но ВВС утверждают, что и пяти спутников более чем достаточно. Три спутни-
ка, запущенные недавно, передают данные быстрее, чем два первых. В строю
более тысячи терминалов для связи Milstar, они расположены на борту судов,
самолетов и наземных средств передвижения. Многие терминалы были ис-
пользованы во время последней войны в Ираке.
Вынюхивать
опасность
Нынче американские войска под защи-
той летающих химических сенсоров.
Устройство ChemSentry состоит из хи-
мического детектора и передатчика.
Если предполагается использование
врагом химического оружия, сенсоры
выбрасывают с воздуха в заданном рай-
оне. Во время парения к земле они
проводят химический анализ, а также
собирают климатические данные.
Все это передается по радио на землю,
где данные попадают к боевым частям.
ВВС США недавно получили первую
партию из ста таких сенсоров. Их выпу-
скает компания Bae Systems из города
Остин (Техас).
"Зеленый" корабль
Авианосец Enterprise, который запечатлен с экипажем при праздновании сороковой годовщины спуска на воду первого атом-
ного авианосца, обладает одной интересной особенностью - это один из самых "зеленых" кораблей ВМФ США. В рамках
проекта ценой $191 млн с него были убраны все вредные вещества - например, асбестовая изоляция и свинцовая краска.
За годы следования морской традиции "чистки и покраски" на бортах накопилось до восьми слоев краски. Для ее удаления
потребовались специальные химикаты, а также специальное оборудование. В настоящее время Enterprise проходит плано-
вый ремонт на одной из баз ВМФ США и ждет дальнейших указаний. «
да мм UAL U.S. МЛГТ
ОКТЯБРЬ 2003* POPULAR ЫЖСПА WlCS ПОПУ ПЯРН А Я МЖХАПИКА
17
наука
4
воины
и зарбминакх^ихся
*бджа Лу-
ar Wars"),
•тля>с>г,4ими батальными
опием целых плане!,
чевых мечах, голово-
кружительными гонками на немысли-
мых флайерах и громкими взрывами
в безвоздушном пространстве, явля-
ются перестрелки: "хорошие" герои
палят в "плохих" из странных бласте-
ров, гибридов дамских пистолетов и
подствольных гранатометов, испуска-
ющих корот^, явно видимые глазу
пучки (или о™езки) лучей. Вне зависи-
мости от того, где происходит проти-'
воборство - на планетах с атмосфе-
л е Q РО Ц Д рой' 9 0ТКРЫТ0М
VOwiV/nA космосе или в
коридорах межзвездных кораблей,
это оружие без промаха разит и сол-
дат императорской гвардии, и боевых
дроидов. Бесконечный запас зарядов,
ни гильз, ни пороховой гари, ни зачас-
тую даже следов попадания луча в
стену. Технологически (и экологически)
чистое оружие - красота!
Жизнь, увы, прозаичнее фантасти-
ческого эпоса.
В начале славных дел (так и хочется
написать: "В одной далекой галакти-
ке..."), когда ракетчики едва протори-
ли дорожку на орбиту, а ученью толь-
ко присматривались к "шестому океа-
ну", военные уже деловито строили
планы выхода и закрепления на "но-
вом боевом рубеже": околоземный
космос, еще не Став ареной для со-
трудничества, с одной стороны, стер
границы между странами, а с другой
стороны, сам превратился в границу,
которую надо было зоако беречь и
охранять.#
Поскольку "космическая доктрина"
еще только зарождалась, полководцы
пытались применить навыки боя, кото-
рый казался им очень близким по сво-
ей сути к "битвам' в пространстве",
а именно - воздушной войне. Им так
и мерещились "летающие [космичес-
кие) крепости" ("flying space fortres-
ses"), пилотируемые станции с много-
численным военным экипажем, не-
сущие на борту атомные бомбы, ko-j
торые они будут метать с орбиты, и
ракетное (или на худой конец огне-
стрельное) оружие, которым они бу- <
дут обороняться от наседающих на
них космических истребителей или
перехватчиков противника.
Проекты пилотируемых космичес- -
ких кораблей, вооруженных ракетны-
ми снарядами класса "космос - кос-
мос" (эдакий орбитальный ПТУВС с
системой самонаведения или управле-
ния по радиолучу) и обычной стволь-
ной артиллерией (пулеметами и пуш-
ками), рождались как за рубежом, так
и в отечественных КБ. Причем если
зарубежных работах известно край*
мало (и это несмотря на гораздо $5ль-
шую открытость, чем у нас), то некото-
18
ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКАЙ POPULAR МЕСИANICSl ОКТЯБРЬ 2003
наука
АРТИЛЛЕРИЯ
А ОРБИТЕ
—Как советские боевые орбитальные станции
«^добирались отстрели заться от спутников-убийц
рые, пусть и скудные сведения об ана-
логичных советских проектах за по-
следние десять лет в печать все-таки
дрфсрчились.
е Тут можно вспомнить о боевых
’ кораблях "Союз Р" и "Союз П", раз-
рабатывавшихся в 1962-65 годах в
подлипкинском ОКБ Королева, и о
таинственной "Звезде" (7К-ВИ), созда-
вавшейся в 1965-67 годах куйбышев-
ским СКБ Козлова, и о "наблюдатель-
ном посте на орбите" - орбитальной
пилотируемой станции (ОПС) "Ал-
маз", построенной реутовским ОКБ-
52 Челомея. Все эти аппараты изна-
чально должны были оснащаться
боевыми средствами: "Союз П" (пе-
рехватчик) - ракетами "космос - кос-
мос", корабль 7К-ВИ - пулеметом,
а станция "Алмаз" - пушкой.
О пулемете на "Звезде" трудно
что-нибудь сказать. Скорее всего, это
все-таки была дань моде.
Ракетные снаряды для "королевско-
го" перехватчика должно было делать
оружейное КБ Шипунова. Аппарат
действительно представлял собой не-
кую модификацию радиоуправляемо-
го ПТУРСа, уходящего к цели на мощ-
ном маршевом двигателе и маневри-
рующего в космосе путем включения
маленьких пороховичков, которыми,
как еж, была утыкана его передняя
часть. При подлете к цели (например,
вражескому спутнику-разведчику) по
команде от радиовзрывателя подры-
валась боевая часть, осколками (пора-
жающими элементами) которой слу-
жили те же пороховички, разлетаю-
щиеся в стороны.
По-видимомуг "космические
ПТУРСы" и "противоспутниковый пу-
лемет" так и остались на бумаге, как
и корабли, на которых их предполага-
лось установить. Чего нельзя сказать
о пушке на "Алмазе".
В начале проектирования ОПС
(1964 год) реутовским разработчикам
было известно, что за рубежом ведут-
ся работы над различными военными
спутниками-инспекторами и перехват-
чиками. В эскизном проекте станции
были приняты меры по ее защите от
аппаратов подобного рода: ОПС осна-
щалась авиационной скорострельной
пушкой конструкции Нудельмана -
Рихтера НР-23 (модификация хвосто-
вого орудия реактивного бомбарди-
ровщика Ту-22). Это была сама по се-
бе довольно интересная разработка,
а уж о космическом применении и го-
ворить не приходится?
Предположительная дальность
стрельбы против орбитальных целей
должна была составлять более трех
тысяч метров. Орудие делало 950 вы-
стрелов в минуту. Снаряд массой 200 г
летел со скоростью 690 м/с. По ут-
верждению разработчиков станции,
в наземных испытаниях на дальности
более километра залп из пушки пере-
резал пополам металлическую бочку
из-под бензина. При стрельбе в кос-
мосе отдача пушки была эквива-
19
ОКТЯБРЬ 2003И POPULAR MECHANICSH ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА
лентна тяге 218,5 кгс и станцию на-
до было стабилизировать, с чем лег-
ко справлялись два маршевых двига-
теля тягой по 400 кгс каждь й или
двигатели жесткой стабилизации тя-
гой по 40 кгс.
Пушка устанавливалась жестко
под брюхом ОПС. Ее можно было на-
водить в нужную точку через прицел,
поворачивая всю станцию вручную
или дистанционным управлением,
чюбы сопровождать цель. Стрельбой
из пушки управлял программно-кон-
зрольный аппарат (ПКА), которьи вы-
числял залп, требуемый для разру-
шения цели при полете снаряда до
цели 01 одной до пяти секунд.
Нападать на кого-либо "Алмаз"
не мог - какой смысл использовать
против полуторного инспектора пи-
лотируемый наблюдательный пункт
массой под 20 т с гигантским фото-
аппаратом и другой не менее ценной
начийкой. А вот оборонять^ - впол-
не, ни opi^n американский автомати-
ческий спутник не устоял бы...
Хотя, как представляется, лодка
разработчиков менялась ткьмере < >
вершенствовавия военной стратегии
и вызревания проекта ОПС - перехо-
да его с ватманских листов в желе-
зо", которое впервые было запуще-
но 3 апреля 1973 года ("Алмаз-1",
названный официально "Салют-2").
К моменту первого полета экипажа
на ОПС (П.Р. Попович, Ю.П. Артюхин;
"Салют-3"/"Алмаз-2"; 3 апреля - 19
ноля 1974 года) никаких реальных
противников "Алмаза" на орбите не
. было. Но пушка на станции стояла, и
оружей-гки (да и разработчики ОПС)
не смогли побороть соблазна прове-
рить ее в действии. 24 января 1975
года, когда станция, полностью вы-
полнив автономный полет по основ-
ной и до погни тельной программам,
была сведена с орбиты, пушка дала
свой первьм (и, как часто бывает, по-
следний) залп: разработчикам требо-
валось знать, как стрельба из орудия
влияет на динамику и вибрационную
устойчивость "Алмаза". Испытания
прошли успешно, хотя палили, что
назьзается, "в белый свет как в*^-
пое.ш^у", и снаряды, выпущенные
. против вектора'орбитальной скоро-
сти, вошли в атмосферу и сгорели
даже рань^старцйл.-
Как применяться пушка?
Трудно сказать: Ни космических .ин
спекторов, ни орбитальных перехват-
чиков, ни транспортировщиков аме-
риканцы так и не создали. Шаттл,
который советские военные выстав-
ляем на международных переговорах
как "потенциально возможное ору-
жие противоспутниковой обороны",
к тому времена еще не летал. Поли-
тического вреда от поражения вра-
жескою спутника или корабля (како-
го бы то ни было) было бы больше,
чем практической пользы. А кричать
"Стой, стрелять буду! и давать пре-
дупредительную очередь в воздух
(пардон, в вакуум) или перед при-
ближающимся КА "потенциального
противника" было бы бесполезно -
и не услышат, и но увидят...
Использовать подобные штучеи
можно только по прямому назначе-
нию (то есть для поражения техн/ки
противника) в случае открытого про-
тивоборства (то есть военного кон-
фл/кта). А косм л чес к ж конфликт,
L без всякого сомнения, перешел бы
! в земную войну.
На следующем "Алмазе" ("Са-
лют-5"; 22 июня 1976 года - 8 авгус-
та 1977 года) пушки уже не было.ПМ
Михаил Жердев
Орбитальная станция "Салют-3* в сборочном цехе перед запуском
С.П1ЦЦЩ ЙШЛШСТРАЦЙЛЬ АРХИВ ДЯТОРА
20
ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИНАИ POPULAR MECHANICS^ ОКТЯБРЬ 2003
НИЧТО НЕ СПОСОБНО ЗАЩИТИТЬ ДВИГАТЕЛЬ ТАК, КАК НОВЫЙ MOBIL 1.
ТЕХНОЛОГИЯ SUPERSYN ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ БОЛЕЕ 20 ЗАПАТЕНТОВАННЫХ ИЗОБРЕТЕНИЙ.
ЧЕМ ТЯЖЕЛЕЕ УСЛОВИЯ РАБОТЫ, ТЕМ ЭФФЕКТИВНЕЕ НОВЫЙ MOBIL 1.
Знаете ли Вы, что в тот момент, когда высокая
температура и трение доводят обычное масло
до критического состояния, металлические детали
двигателя соприкасаются, вызывая его износ?
Противоизносная технология SuperSyn позволяет
новому Mobil 1 работать с интенсивностью,
соответствующей температуре и силе трения.
Чем тяжелее условия работы, тем эффективнее
новый Mobil 1 защищает двигатель Вашего автомобиля.
Новый Mobil 1 благодаря противоизносной технологии
SuperSyn способен предоставить
двигателю Вашего автомобиля самый
высокий уровень защиты.
Чем больше Вы знаете о новом Mobil 1.
тем лучше для Вашего автомобиля.
Mob
НОВЫЙ MOBIL 1 - ГЛАВНАЯ ДЕТАЛЬ
В ВАШЕМ АВТОМОБИЛЕ.
© 2002 Корпорация Exxon Mobil. Mobil. Mobil 1 и SuperSyn
являются Торговыми марками корпорации Exxon Mobil или одной из ее дочерних компаний. Товар сертифицирован.
Mobil Преимущества лидера
наука
СУПЕРПУШКА
Сегодня мало кто помнит, что перед
единственным запуском "Бурана" ра-
кета-носитель "Энергия" слетала в ко-
смос без челнока. Еще меньше людей
знают, зачем она летала туда. Кино-
хроника тех времен обычно показыва-
ет "Энергию" с такого ракурса, что
полезный груз почти невидим. Лишь
ЛАЗЕР
на некоторых фотографиях можно
рассмотреть гигантский черный ци-
линдр, пристыкованный к "Энергии".
Своим первым запуском самая мощ-
ная в мире ракета-носитель должна
была вывести на орбиту боевую стан-
цию невиданных размеров.
Космический крейсер
В отличие от одноразовых истребите-
лей спутников ИС новые советские ко-
смические аппараты должны были пе-
рехватывать несколько целей. Для них
планировалась разработка самых раз-
ных образцов космического оружия:
тут были и лазеры кос-
мического базирова-
ния, и ракеты "космос - космос", и
даже электромагнитные пушки.
Так, например, система "Каскад",
проектировавшаяся на базе базово-
го блока станции "Мир", но имевшая
отнюдь не мирную миссию, была
предназначена для уничтожения ра-
кетами спутников на высоких орбитах.
Для нее были созданы специальные
ракеты "космос - космос", которые
так и не успели испытать. Больше по-
везло другой боевой космической
станции - "Скиф", оснащенной ла-
зерным оружием по программе про-
тивоспутниковой обороны. В дальней-
шем предполагалось ее оснастить и
лазерной системой для поражения
ядерных боеголовок.
Космический аппарат, длиной поч-
ти 37 м и диаметром 4,1 м, имел мас-
су около 80 т и состоял из двух основ-
ных отсеков: функционально-служеб-
ного блока (ФСБ) и большего целево-
го модуля (ЦМ). ФСБ представлял
собой лишь немного видоизмененный
для этой новой задачи 20-тонный ко-
рабль, разрабатываемый для станции
"Мир". На нем размещались системы
управления, телеметрического кон-
троля, энергопитания и антенные уст-
ройства. Все приборы и системы, не
22
ПОПУЛЯРНАЯ «ЯХЛЯИИАИ POPUJLAB МКСН ANICSB О К ТЯ В Р Ь 2003
наука
выдерживающие вакуума, располага-
лись в герметичном приборно-грузо-
вом отсеке (ПГО). В отсеке двигатель-
ной установки размещались четыре
маршевых двигателя, 20 двигателей
ориентации и стабилизации и 16 дви-
гателей точной стабилизации, а также
топливные баки. На боковых поверхно-
стях размещались солнечные батареи,
раскрывающиеся после выхода на ор-
биту. Новый крупный головной обтека-
тель, защищающий аппарату
ющего воздушного потО)
вые изготовлен из у гл епт
аппарат был покрашен ч
для нужного теплового р
cunuicfitffl
Орудие
главного калибра
Центральная часть "Скифа" была не-
герметичной конструкцией, где и по-
мещалась его самая главная нагрузка -
прототип газодинамического лазера.
Из всех различных конструкций лазе-
ров был выбран газодинамический, ра-
ботающий на углекислом газе (СО2).
Хотя такие лазеры и имеют небольшой
КПД (около 10%), но они отличаются
простой конструкцией и хорошо отра-
ботаны. Разработкой лазера занима-
лось НПО с космическим названием
"Астрофизика". Специальное устрой-
ство - систему накачки лазера - разра-
батывало КБ, занимавшееся ракетны-
ми двигателями. В этом нет ничего
удивительного: система накачки пред-
ставляет собой обычный жидкостной
ракетный двигатель. Чтобы при стрель-
бе истекающие газы не вращали стан-
цию, на ней было специальное устрой-
ство безмоментного выхлопа, или, как
называли его разработчики, "штаны".
Аналогичная система должна была
применяться и для блока с электро-
магнитной пушкой, где газовый тракт
должен был работать для выхлопа тур-
богенератора.
(По некоторым данным, лазер пла-
нировался не на углекислом газе, а на
галогенах - так называемый эксимер-
ный лазер. По официальным данным,
"Скиф" был укомплектован баллонами
со смесью ксенона с криптоном. Если
туда добавить, например, фтор или
хлор, то получим основу эксимерного
лазера (смеси аргон-фтор, криптон-
ЗАПАС
РАБОЧЕГО
ТЕЛА
СИСТЕМА
БЕЗМО-
МЕНТНОГО
ВЫХЛОПА
СИСТЕМА
ОТСТРЕЛА
МИШЕНЕЙ
ФУНКЦИОНАЛЬНО-
СЛУЖЕБНЫЙ j
БЛОК (СБ) J
хлор, криптон-фтор, ксенон-хлор, ксе-
нон-фтор). - Прим. "ПМ".)
ГЕНЕРАТОР
ИЗЛУЧЕНИЯ
ОПТИЧЕ-
СКАЯ
СИСТЕМА
ЛАЗЕРА
Ненастоящий корабль
К первому запуску "Энергии" "Скиф"
не успевал, поэтому решено было за-
пускать макет боевой станции, о чем
говорили буквы "ДМ" в ее названии -
динамический макет. Запускаемый мо-
дуль содержал только самые основные
компоненты и частичный запас рабо-
Оптической системы
^ШрдДНувом пуске не было, так
_; аапозДала- Были на
4.£вй>1альные мишени, кото-
: ^йЯвалось отстреливать от
с-гГиИИВсмосе и проверять на них
сисН^теМ де ния.
В феврале 1987 года "Скиф-ДМ"
прибыл для стыковки с "Энергией" на
техническую позицию. На борту "Ски-
фа-ДМ" большими буквами на черной
поверхности было написано его новое
имя - "Полюс", а на другом было вы-
ведено "Мир-2", хотя никакого отно-
шения к мирной орбитальной станции
"Мир" он не имел. К апрелю станция
была готова к старту. Пуск состоялся
15 мая 1987 года. Надо отметить, что
станция крепилась к ракете-носителю
задом наперед - так требовали осо-
бенности ее конструкции. После отде-
ления она должна была развернуться
на 180е и собственными двигателями
набрать необходимую скорость для
выхода на орбиту. Из-за ошибки в
программном обеспечении станция,
развернувшись на 180°, продолжила
вращение, двигатели сработали в не-
правильном направлении и, вместо
того чтобы выйти на орбиту, "Скиф”
вернулся на Землю.
Сообщение ТАСС о первом пуске
"Энергии" гласило: "Вторая ступень
ракеты-носителя вывела в расчетную
точку габаритно-весовой макет спутни-
ка... Однако из-за нештатной работы
его бортовых систем макет на задан-
ную орбиту не вышел и приводнился
в акватории Тихого океана". Так утону-
ли нереализованными боевые косми-
ческие планы Советского Союза, но
до сих пор ни одной стране не удается
даже приблизиться к теперь уже почти
мифическому "Скифу". пм
Михаил Жердев
ОКТЯБРЬ 2003И POPULAfl МЖСМЛЯ1С8И ПОПУЛЯРНАЯ МККАНИНА
23
КОСМИЧЕСКИЕ
ИСТРЕБИТЕЛИ
Практически одновременно с запуском первого
спутника возникла конкретная задача: а как его
можно сбить
Первоначальное решение было самым
радикальным: предполагалось уничто-
жение вражеских космических аппара-
тов (КА) взрывом ядерной боеголовки,
доставляемой в район цели зенитной
ракетой. Точно таким же способом во-
енные собирались бороться и с балли-
стическими ракетами. Большой радиус
поражения ядерного заряда, с одной
стороны, сильно облегчал прицелива-
ние, с другой - выводил из строя не
только вражеские, но и собственные
спутники. Менее варварскими пред-
КАМИ
ставля-
лись не-
ядерные орбитальные системы: подле-
таешь к спутнику, опознаешь на пред-
мет "свой-чужой" и, если надо, "хи-
рургически" обезвреживаешь. Он ос-
тается на орбите - в виде молчащей,
ничего не понимающей и не отвечаю-
щей на призывы Земли кучи мусора.
В СССР создание комплексов про-
тивокосмической обороны (ПКО) нача-
лось в 1960 году, когда с инициативой
разработки "истребителя спутников"
(ИС) выступил генеральный конструк-
тор ОКБ-52 В.Н. Челомей. Инициатива
с мест, как говорится, получила всеоб-
щую поддержку. 1 ноября 1963 года
ТАСС сообщило о запуске в СССР
"первого в мире" маневрирующего
космического аппарата "Полет-1 ".
объявив, что этот аппарат в ходе по-
лета выполнил "многочисленные"
маневры изменения высоты и плоско-
сти орбиты. Второй "Полет" старто-
вал 12 апреля 1964 года и повторил
маневры первого. Западные эксперты
расценили эти запуски как появление
новых КА, предназначенных для ис-
пытания системы маневрирования в
космосе, возможно, для подготовки
к стыковке на орбите.
Истребитель
спутников
Однако это были прототипы противо-
спутниковых аппаратов ИС, предназ-
наченных для поражения КА военного
назначения на орбитах, проходящих
над территорией СССР. Система обес-
печивала перехват и поражение спут-
ников-целей за один-два витка полета
перехватчика на нисходящих или вое
ходящих витках. Перехватчик массой
около 2,4 т оснащен системой ориен-
24
ПОЯУЛЯГЯАЯ МГХДиНИЛ.ИРОУПЬАЯ MSCBANICS О КТЯВР Ь 2D03
наука
тации, мощной двигательной установ-
кой с большими запасами топлива,
позволяющими проводить широкий
маневр в космосе. Спереди стояла ан-
тенна радиолокационной головки са-
монаведения, за ней цилиндрический
приборный отсек с системами, обеспе-
чивающими связь и обмен данными с
наземным комплексом. Для уничтоже-
ния цели служили две боевых части
осколочно-кумулятивного действия.
При запуске боевые части были сложе-
ны и раскрывались только после выхо-
да на орбиту.
Задача встречи двух объектов в
околоземном космосе гораздо слож-
нее, чем перехват цели противозенит-
ными ракетами "земля - воздух" или
даже ракеты противоракетой. Нужно
было обнаружить вражеские спутни-
ки, которые летали на огромной вы-
соте - более 300 км. Для этих целей
использовались циклопические ра-
диолокаторы, сооруженные под Ир-
кутском и Балхашем, которые обнару-
живали спутники и вычисляли их ор-
биту. Информация передавалась на
пункт управления комплекса под Но-
гинском, в Подмосковье. По получен-
ным параметрам орбиты цели рассчи-
тывались данные для пуска, которые
передавались на стартовую позицию
на Байконуре. Стрельба велась раке-
той-носителем "Циклон" - модифи-
кацией самой большой в мире бал-
листической ракеты Р-36. Стрельбу
по спутникам трудно назвать быстро-
протекающим процессом: подготовка
к запуску, вывоз противоспутника и
установка его на стартовый стол и за-
правка ракеты занимали не менее
полутора часов.
Собственно, перехват мог выпол-
няться в одновитковом варианте: в
этом случае ИС сам выходил на цель
и самостоятельно проводил ее унич-
тожение, не связываясь с Землей и не
корректируя программу управления.
Такая схема перехвата более быстрая,
но и вероятность уничтожения цели
ниже. В двухвитковом варианте через
виток после старта на борт передава-
лась программа коррекции полета,
что уменьшало ошибки выведения
перехватчика в зону поражения. Надо
заметить, что в космосе действуют
БРОНИРОВАННЫЙ СПУТНИК
Для испытаний нашего "истребителя спутников" был создан и специальный спут-
ник-мишень. Пожалуй, это был единственный случай, когда спутник был брони-
рован. ДС-П1-М (так назывался этот аппарат) был выполнен из двух правильных
усеченных шестигранных пирамид, соединенных между собой.
Спутник мог фиксировать активные поражающие элементы, выпущенные КА-пе-
рехватчиком и движущиеся со скоростью 1,2-2,1 км/с относительно мишени. Теле-
метрическая аппаратура передавала эту информацию на Землю.
Для защиты космического аппарата от поражения активными элементами герме-
тичный корпус оснащался стальным защитным покрытием. Эта защита позволяла
сохранять работоспособность космического аппарата при проведении трех выст-
релов КА-перехватчика.
свои законы, непривычные для обыч-
ных людей. Например, для того
чтобы догнать космический аппарат,
надо не разогнаться, как кажется, а
наоборот, затормозить. При умень-
шении скорости наш спутник-пере-
хватчик перейдет на более низкую
орбиту и станет быстрее двигаться
относительно Земли. Выполнив не-
обходимое сближение, потом надо
разогнаться, чтобы поднять свою
орбиту и оказаться вблизи спутника-
мишени. На заданной дальности вклю-
чается система поиска цели, проис-
ходит ее захват на автосопровожде-
ние и сближение с целью при помо-
щи двигателей управления перехват-
чика. На расчетной дальности под-
рывается боевая часть и цель пора-
жается. Вот такую сложную систему
предстояло разработать и испытать
нашим конструкторам.
избыточными для ядерного пораже-
Истребитель спутников ИС-М готовится к запуску. Осталось только установить боевые части
Взрыв назад
Небоевое испытание системы "в пол-
ной комплектации" состоялось 27 ок-
тября 1967 года, когда был запущен
спутник "Космос-185". Первая реаль-
ная космическая мишень была пора-
жена годом позже: "Космос-248" вы-
шел на орбиту 19 октября 1968 года,
а запущенный на следующий день
"Космос-249", на втором витке про-
ходя "недалеко" от "Космоса-248",
взорвался. ТАСС торжественно сооб-
щило: "Запланированные научные ис-
следования выполнены". "Космос-
248" оказался живуч - через месяц
неподалеку от него взорвался очеред-
ной спутник-самоубийца "Космос-
252". У американских экспертов не
осталось сомнений, что Советский
Союз испытывает систему перехвата
спутников. Параметры полета были
ОКТЯБРЬ 2003ЯРОРиЬАК MlCKAtflCSB ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА
25
наука
3
КА-перехватчик
Обнаружение цели, самонаведение и поражение
KA-цель
5 Ракетно-космический комплекс
Измерение
координат
и передача
команд
Сброс
телеметрической
информации и
траекторные
измерения
Наземный командный пункт управления
Программа
старта
гак
косм
комп ле
ния, но абсолютно недостаточными
для прямого попадания, поэтому спе-
циалисты Пентагона предположили,
что цель поражается осколочным
зарядом при максимальном (около
1 км) сближении с ней перехватчика.
Перехватчик подрывался не сзади це-
ли, а после ее обгона. Делалось это
намеренно: большинство осколков
при таком взрыве сразу же тормозят-
ся в атмосфере и сходят с орбиты, не
засоряя околоземное пространство.
До 1971 года система активно ис-
пытывалась. Спутники-убийцы с энту-
зиазмом уничтожали спутники-жертвы
на высотах от 250 до 1000 км, под-
твердив возможность уничтожения
всех военных спутников США, кроме
геостационарных. В 1973 году ком-
плекс был принят в опытную эксплуа-
тацию, а после небольшой доработки
в 1978 году поступил на вооружение
Советской Армии.
Асимметричный ответ
Кроме новых методик сближения,
сокращения времени перехвата и
расширения пределов досягаемости,
предусматривалось освоение новой
методики наведения по оптическим
датчикам, настроенным на отражен-
ный солнечный свет или тепловое
излучение спутника-цели. Инфра-
красная система наведения впервые
была применена в декабре 1976 года
при перехвате "Космоса-880" "Кос-
мосом-886".
Последнее испытание комплекса
состоялось 18 июня 1982 года входе
крупнейших учений советских ядерных
сил, прозванных на Западе "семичасо-
вой ядерной войной". "Космос-1379"
перехватил мишень - имитатор нави-
гационного спутника США "Транзит".
В марте 1983 года Рейган про-
возгласил стратегическую оборонную
инициативу (СОИ). Советский ответ
был очень уж асимметричным: наше
руководство объявило мораторий на
испытание своих противоспутниковых
систем, который длится до сих пор.
Но совершенствование космической
системы продолжилось и без косми-
ческих пусков. В 1991 году был при-
нят в эксплуатацию модернизиро-
ванный комплекс ИС-МУ, в котором
были реализованы довитковый вари-
ант перехвата, многократный заход
на цель, работа по маневрирующей
цели и перехват ИСЗ-цели на пересе-
кающихся курсах. пм
Михаил Жердев
В СЛЕДУЮЩЕМ Я® ”
НОМЕРЕ
Супер-
тяжеловесы
ДЛЯ ЧЕГО
НАВАЛИСЬ
Е БОЛЬШИЕ
ТЫ-НОСИТЕЛИ
САДИМИР ИВЛЯКЖ. ЛИСЯВ МЮРА
26
ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКАв POPULAK ЕС Н A f С ОкТЯ Вр Ь 20 03
Получив к середине 50-х в свои руки
термоядерное оружие, американ-
ские и советские военные озадачи-
лись проблемой его доставки на
территорию противника. Американ-
цам было несколько легче: после то-
го как они опутали СССР целой се-
тью военных баз, им вполне хватало
РЕАКТОРЫ
существующих стратегических бом-
бардировщиков. Советским воен-
ным пришлось гораздо труднее: для
того чтобы достать с территории
СССР все цели в США, требовался
бомбардировщик с фантастической
дальностью
полета 25
тыс. км (что в пять раз больше даль-
ности существовавших самолетов)
или баллистическая ракета. В раке-
ты военные верили не очень. Само-
лету же такую дальность могла
: обеспечить только атомная двига-
тельная установка. Если ее можно
ставить на подводные лодки, то по-
чему нельзя на бомбардировщик?
Как авиаконструкторы
стали ядерщиками
В июне 1952 года будущий акаде-
мик А.П. Александров представил
Игорю Курчатову свои соображе-
ния: "Наши знания в области атом-
ных реакторов позволяют поставить
Размещение датчика излучения под
крылом Ту-95ЛАЛ
вопрос о создании в ближайшие
годы двигателей на атомной энер-
j гии, применяемых для тяжелых
самолетов". И вскоре в институте
Курчатова начались работы по ис-
следованию возможности примене-
ния ядерной энергии в авиации.
Руководство авиационной темати-
кой было возложено, само собой,
на Александрова.
В декабре 1955 года появились
сообщения о проведении в США
испытательных полетов стратегичес-
кого бомбардировщика В-36 с атом-
ным реактором на борту. В срочном
порядке Курчатов поручил своим
сотрудникам провести научную
оценку этих сообщений, на основе
которых он сделал А.Н. Туполеву
предложение о проведении анало-
гичных испытаний отечественного
атомного реактора. В результате пе-
реговоров в марте 1956 года в ОКБ
Туполева начались практические ра-
боты по проектированию летающей
атомной лаборатории (ЛАЛ) на базе
серийного стратегического бомбар-
дировщика Ту-95. Перед ЛАЛ стави-
лись следующие цели: изучение вли-
яния радиационного излучения на
самолетное оборудование; проверка
эффективности компактной (и, соот-
ветственно, более легкой) радиаци-
онной защиты; исследование отраже-
ния гамма- и нейтронного излуче-
ний от воздуха на различных высо-
тах полета; освоение эксплуатации
атомных летных силовых установок.
Непосредственный участник этих
работ Дмитрий Александрович Ан-
тонов (ОКБ Туполева) вспоминает:
"Первым делом, в соответствии со
своей обычной методикой - сначала
все ясно понять, Туполев организо-
вал цикл лекций-семинаров, на ко-
торых ведущие ученые-атомщики
страны Александров, Лейпунский,
Пономарев-Степной, Меркин и дру-
гие рассказывали нам о физических
основах атомных процессов, устрой-
стве реакторов, требованиях к за-
щите, к материалам, системе управ-
ления и т. д. Очень скоро на этих
семинарах начались оживленные об-
суждения: как сочетать атомную тех-
нику с самолетными требованиями
и ограничениями. Вот один из при-
меров таких дискуссий: объем реак-
торной установки атомщики перво-
28
ПОПУЛЯРНАЯ ЛЁВХ АНИК Ав POPULAR МКСН AKIG8 О КТЯ Б Р Ь 2003
наука
скозывиля о приек1ЯА иимиирАировщилии V и томными
хорошо постарались, что ввели некоторых читателей
в заблуждение: им показалось, что такие самолеты
реально существовали. Внесем ясность: далее бумажных
проектов у Мясищева дело не сдвинулось. Однако в СССР
самолет с реактором на борту не просто существовал,
но и летал. Речь идет, пожалуй, о самом секретном
советском самолете Ту-95ЛАЛ. Даже спустя 42 года после
его последнего полета в КБ Туполева о нем рассказывали
очень неохотно
ЛЕТАЮ
АЯ
АТОМНАЯ
БОРАТОРИЯ
ОКТЯБРЬ 2003BFOPULAB М КСВ ANl СБ П ОПУ Л ЙРН АЯ МЕХАНИКА
29
наука
начально обрисовали нам как объем
небольшого дома. Но компоновщи-
ки ОКБ сумели сильно "обжать" ее
габариты, особенно защитных кон-
струкций, выполнив при этом все
заявленные требования по уровню
защиты для ЛАЛ. На одном из семи-
наров Туполев заметил, что "домов
на самолетах не возят", и показал
нашу компоновку. Атомщики были
удивлены: они впервые встретились
с таким компактным решением. По-
сле тщательного анализа она [эта
компоновка] была совместно приня-
та для ЛАЛ на Ту-95".
Половинка
Для предварительного изучения
и освоения авиационного реактора
предусматривалось построение
наземного испытательного стенда
на основе средней части фюзеляжа
самолета Ту-95. Радиационная защи-
та на стенде, а затем и на летающей
лаборатории изготовливалась с ис-
пользованием совершенно новых
для авиации материалов. В 1958 го-
ду наземный стенд был построен и
перевезен на Половинку - так назы-
валась экспериментальная база на
одном из аэродромов под Семипа-
латинском. Одновременно была
4
i
! подготовлена реакторная установ-
ка для летающей лаборатории. На
стенде и на летающей лаборатории
реактор был установлен на специ-
альной платформе с подъемником
для удобства обслуживания. При не-
Ту-95ЛАЛ на стоянке. Видны обтекатели датчиков и реактора
обходи мости он мог опускаться из
грузоотсека самолета. В июне 1959
года был произведен первый успеш-
ный запуск реактора на наземном
стенде. В ходе наземных испытаний
удалось выйти на заданный уровень
мощности, были опробованы при-
боры управления реактором и кон-
троля радиации, система защитной
экранировки, выработаны рекомен-
дации экипажу. Можно было пере-
ходить к полетам.
Как устроена
летающая лаборатория
Под летающую лабораторию, полу-
чившую обозначение Ту-95ЛАЛ, был
переоборудован серийный стратеги-
ческий бомбардировщик Ту-95М.
Все вооружение с самолета было
снято. Экипаж и экспериментато-
ры находились в передней гермети-
ческой кабине, где также разме-
щался датчик, фиксирующий прони-
кающее излучение. За кабиной был
установлен защитный 20-сантимет-
ровый экран из свинца (5 см) и ком-
бинированных материалов (поли-
этилен и церезин). Боковое и зад-
нее экранирование реактора во из-
бежание перетяжеления самолета
Компоновка элементов ядериого реактора на Ту-95ЛАЛ
МЕХАНИЗМ
УПРАВЛЕНИЯ
СВИНЦОВОЙ
ЗАЩИТОЙ
ПОВОРОТНЫЙ
ДАТЧИК
ПОВОРОТНЫЙ
ДАТЧИК
РАДИАТОР ВОДЯНОГО КОНТУРА
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЕ]
ЭЛЕМЕНТЫ |
| ПОЛИЭТИЛЕН И ЦЕРЕЗИН
30
ПОПУЛЯРНАЯ ЦКЖАЯЯНАИ POPVLAH «2СН AfJiC S|f О К ТЯ Б Р Ь 2003
Аккумуляторы Bosch Silver
(P; Автозапчасти
современная технология старта!
Товар сертифицирован
'ПОБЕДИТЕЛЬ
'-по результатам экспертизы набрал максимальное количество баллов.
увеличенному объему электролита и
инновационной геометрии решетки
пластин;
* уверенный старт даже после длительного
простоя благодаря минимальному самораз-
ряду;
• повышенная устойчивость к коррозии при
экстремальных внешних температурах;
• минимальный расход воды, защита от
вытекания электролита и воспламенения.
И самое главное: Мы не скрываем под
надписью «made in EU» место изготов-
Астек, Москва, Тел.(095) 278 40 86
Двтомвдон, Москва, Тел.(095) 775 89 05
Батинтертрейд, Москва,
Тел.(095) 273 57 25
Дунфан, Москва. Тел.(095)496 41 01
ДИОЛ, Москва. Тел.(095) 777 34 66
Катод, С-Петербург,
Тел.(812) 737 09 09
АМГ, С-Петербург, тел.(812) 326 42 42
ДТ Автоопт, Владивосток,
Тел.(4332) 300 599
BOSCH не просто марка - BOSCH - производитель!
BOSCH Silver - это самая современная технология
аккумуляторных батарей от мирового лидера в раз-
работке и производстве автомобильной элект-
роники. Благодаря новейшему методу применения
сплава с серебром, аккумуляторная батарея BOSCH
Silver предлагает потребителям максимум преимуществ:
♦устойчивость к многочисленным циклам «заряд-разряд».
Идеально подходит к использованию в городских усло-
виях (победительтеста «нон-стоп» в а\м «такси»);
пения батарей BOSCH Silver, так как
уверены в качестве продукции, выпу-
скаемой на любом из наших предпри-
ятий. Аккумуляторные батареи BOSCH
Silver с гарантированным качеством
производятся на европейских заводах
концерна в Германии, Австрии, Франции
и Испании.
НОВАЯ ЦЕНА: ТЕПЕРЬ САМОЕ ЛУЧШЕЕ -
НЕ САМОЕ ДОРОГОЕ!!!
Представительство
ООО «Роберт БОШ»
Россия, 129515, Москва,
ул. Акад. Королева, 13
Тел: (095)935-7195
Факс: (095) 935-7198
WVAV.bOSCh.ru
BOSCH
наука
свели к минимуму. Но дело в том,
что воздух вокруг самолета начи-
нал сам переизлучать первичное
излучение реактора. Точно оценить
его влияние на экипаж можно было
только в полете на высотах вдали
от поверхности Земли, сильно отра-
жающей излучение.
В районе бомбоотсека, где в бу-
дущем должна была располагаться
боевая нагрузка, был установлен
второй датчик. За ним, ближе к хво-
стовой части, располагался реактор.
Третий датчик находился в задней
кабине самолета в районе боковых
блистеров. Еще два датчика смонти-
ровали под консолями крыла в под-
весных несъемных металлических
обтекателях.
В средней части фюзеляжа рас-
полагался отсек с водо-водяным ре-
актором и мощной защитной обо-
лочкой из свинца и комбинирован-
ных материалов. Этот реактор ни-
какой связи с двигателями НК-12М
самолета не имел и служил только
источником излучения. Дистиллиро-
ванная вода использовалась в нем
как замедлитель нейтронов и одно-
временно как теплоноситель, отво-
дящий тепло от тепловыделяющих
элементов. Нагретая вода отдавала
Расположение реактора на самолете. Видны обтекатели реактора
тепло в промежуточном теплооб-
меннике (ПТ) - это был замкнутый
первичный контур циркуляции воды.
Тепло от ПТ отводилось через его
металлические стенки в воду вто-
ричного контура, в котором оно
рассеивалось в водовоздушном ра-
диаторе. Радиатор продувался в по-
лете потоком воздуха через боль-
шой воздухозаборник под фюзеля-
жем самолета в районе реактора.
Отсек реактора немного выходил
за обводы фюзеляжа самолета и
прикрывался металлическими обте-
кателями сверху, снизу и по бокам
фюзеляжа.
На ЛАЛ для безопасности была
обеспечена достаточно мощная кру-
говая защита реактора, а для прове-
дения эксперимента по отраженно-
му излучению были предусмотрены
в его легкой и тяжелой защите от-
крываемые в полете окна. Они поз-
воляли создавать пучки излучения
в различных направлениях. Управле-
ние открытием и закрытием этих
окон производилось дистанционно
от пульта экспериментаторов из ка-
бины экипажа.
Полное
удовлетворение
С мая по август 1961 года на лета-
ющей лаборатории как с холодным,
так и с работающим реактором бы-
ло выполнено 34 полета. Проведен-
32
ПОПУЛЯРНАЯ МВХАННКаИ POPULAR MtCHANICsB ОКТЯБРЬ 2003
ные летные испытания Ту-95ЛАЛ
показали достаточно высокую эф-
фективность примененной системы
радиационной защиты, что позволя-
ло продолжить работы по самоле-
там с ядерными силовыми установ-
ками. Главной опасностью являлась
возможность аварии атомного са-
молета, способная вызвать зара-
жение больших пространств ядер-
ными компонентами. Испытанные
на данном этапе способы защиты
оказались хоть и надежными, но
все же громоздкими и тяжелыми
для применения в авиации. Требо-
вались дальнейшие работы в этом
направлении.
В ОКБ Туполева совместно со
смежными организациями была
проработана крупномасштабная,
рассчитанная на два десятилетия
программа создания и развития тя-
желых боевых самолетов с ядерны-
ми силовыми установками. Она
должна была завершиться построй-
кой в 70-80-е годы полноценных
дозвуковых и сверхзвуковых самоле-
тов различного назначения. Следую-
щим важным Этапом в создании са-
молета с ядерной СУ должен был
стать самолет Ту-119 с маршевыми
двигателями НК-14А, приспособлен-
ными к совместной работе с ядер-
ным реактором. Ту-119 должен был
стать переходным к самолету с че-
тырьмя турбовинтовыми двигателя-
ми и ядерным реактором в фюзеля-
же. Но этим планам не суждено бы-
ло осуществиться.
В эти годы в СССР развертыва-
лись программы строительства
ядерных подводных ракетоносцев,
межконтинентальных баллистичес-
ких ракет наземного базирования.
К этому же времени американцы,
испытав свою летающую лаборато-
рию с ядерной силовой установкой
на базе В-36, выполненной анало-
гично Ту-95ЛАЛ, практически свер-
нули дальнейшие свои работы в
этой области. Догонять стало в этом
направлении некого, а идти впереди
слишком дорого и опасно. Поэтому
вскоре все работы в нашей стране
по атомной авиационной тематике
были свернуты.
Интересную фразу сказал в за-
ключение нашему журналу сотруд-
ник ОКБ Туполева: "Мы испытываем
большое удовлетворение результа-'
тами этой интересной работы. При
этом не меньшее удовлетворение
мы получили, когда эти работы бы-
ли прекращены, так как по своему
и мировому опыту знали, что абсо-
лютно безаварийной авиации не
существует. Даже единичное разру-
шение атомной силовой установки
могло бы иметь очень тяжелые по-
следствия для большого числа лю-
дей". Признаемся, мы тоже испыты-
ваем удовлетворение, оттого что
над нашей головой не летают ядер-
ные реакторы. ПМ
Виктор Кудрявцев
ЛЕОНИД ЯКУТИИ. iWBASriW
34
ПОПУЛЯРНАЯ махлнпнли РОРПЪАЯ МКСНАП1С8И ОКТЯБРЬ J2OO3
ИЩ
наука
КРИВОЕ
ЗЕРКАЛО МИРА
Хотя теоретически антивещество - точное отражение вещества, во Вселенной
обнаружилась недостача
ние и противоборство
ивеществом составля-
великую тайну Вселенной, раскрыв
торую улзлось бы понять историю
его сущего. Поставив
ёловеку немыслимые объ-
емы энергии, выделяемой при столк-
новении вещества с антивеществом,
можно было бы добиться результатов,
превосходящих провидения самых
разудалых фантастов. Нескольких ки-
лограммов антивещества хватило бы
межзвездному кораблю на фотонной
тяге, чтобы пересечь Галактику. Од-
нако антивещество надо откуда-то
взять, а его в окружающем нас кос-
мическом пространстве куда меньше,
чем его зеркального отражения -
обычного вещества. Учитывая, что в
момент превращения энергии в массу
возникает как частица, так и античас-
тица, приходится попенять зеркалу
АНТИМАТЕРИЯ X
оно загадочным образом скрывает от
нас огромную часть мира - целую Ан-
тивселенную.
I Деньги природы
Знаменитая формула Альберта Эйн-
штейна Е - тс (где Е - это энерг ияг
m - масса, а с - скорость света) объ-
ясняет, что масса и энергия взаимо-
связаны.
Представим себе, что энергия
это деньги природы, которыми она
расплачивается за все происходящее.
И это платежное средство существует
в виде двух валют с немыслимым, но
стабильным обменным курсом - воз-
веденной в квадрат скоростью света
(300 тыс. км/с). Так что, если обменять
по этому курсу на энергию 1 кг метал-
ла, воды или хоть тополиного пуха,
энергии высвободится почти столько
же (25 млрд кВт/ч), сколько за год вы-
рабатывает самая мощная российская
АЭС - Балаковская.
В построенных учеными ускорителях
можно разогнать до огромных энергий
(то есть практически до скорости све-
та) отдельные частицы - протоны (ядра
атома водорода). И если частица с та-
кой энергией врезается в преграду,
энергия может превратиться в массу -
другую валюту природных денег.
Но природа не позволяет энергии
превращаться в произвольный вид
вещества. Она предоставляет только
определенные формы, соответствую-
щие точно определенному количеству
энергии, и придает веществу заданные
качества. Так, на монетном дворе из
металлического листа (в нашем слу-
чае эго энергия) делают деньги только
определенного достоинства: рубли,
двух- или пятирублевики. Природа че-
канит только определенные частицы -
протоны, нейтроны, электроны - со
стандартной массой, электрическим
зарядом и способностью взаимодей-
ствовать с другими частицами. Но,
штампуя монету, она получает еще и
дырку в металле - "антимонету" (мас-
са такая же, как у частиц, но заряд и
некоторые другие характеристики
противоположны).
Эксперименты показывают, что
когда энергия превращается в массу,
возникает пара частиц: частица и ее
зеркальное отражение - античастица.
Когда же они встречаются, энергия
высвобождается (они аннигилируют).
Если вернуться к образу денег, встре-
ча частицы с античастицей похожа на
вкладывание монеты обратно в дыр-
ку. Возрождается лист металла, то
есть энергия.
! Материальное
неравенство
Античастиц в нашей части Вселенной
меньше, чем частиц. Получается, что
положительные ядра и отрицательные
электроны чем-то лучше своих гипоте-
тических антисобратьев. А ведь, по
мнению ученых, 15 млрд лет назад, во
время породившего Вселенную Боль-
шого взрыва должно было родиться
одинаковое количество вещества и ан-
тивещества.
Есть два объяснения этого парадок-
са: либо в результате непонятных пока
физических процессов антивещество
сразу исчезло, либо оно существует в
каких-то далеких уголках Вселенной.
И если второе объяснение справедливо,
то мы с вами живем в той части, где
существует только вещество. Однако
есть вероятность, что антивещество из
другой части Вселенной может зале-
тать в наш мир. И, скорее всего, оно
объявится в виде самых простых анти-
ядер (вроде антигелия, антиуглерода
ит. п.). В отличие от них более легкие
античастицы (например, антипротоны)
и так возникают при высокоэнергети-
ческих столкновениях обычных частиц.
Но искать антиядра на Земле беспо-
лезно: если они и долетают до границ
атмосферы, то тут же аннигилируют.
Так что на поиски антивещества надо
отправляться в космос.
ОНТЯКРЬ 2«И»ЗВ POPULAR М К С Н A N Т СХ И И О П У Л Я Р Н А Я МЕХАНИКА
Теоретически эксперимент доста-
точно прост: частицы космических
лучей, пролетая через детектор, ос-
тавляют в нем след. Детектор нахо-
дится в мощном магнитном поле,
которое искривляет траектории за-
ряженных частиц. Траектории поло-
жительно заряженных обычных ядер
должны отклоняться в одну сторону,
а отрицательно заряженных анти-
ядер - в другую.
В 60-70-е годы группа физиков
под руководством нобелевского лау-
реата Луиса Альвареца посылала
магнит для поиска частиц антимате-
рии в небо на воздушных шарах.
Было зарегистрировано более 40
тыс. частиц, но ни одна из них не
имела отношения к антиматерии.
А в 2002 году огромный воздушный
шар BESS объемом в 1,1 млн куб. м,
запущенный в небо Канады японски-
ми и американскими физиками, ви-
i сел там примерно 22 часа на высоте
около 23 км. Закрепленное на нем
оборудование весом 2400 кг состоя-
ло из трекового детектора частиц и
магнита, но и тогда обнаружить ядра
антивещества не удалось. Поиск ан-
тиядер при помощи шара продолжат
в декабре 2003-го - январе 2004 го-
да в Антарктике.
Следы среди звезд
Первый космический эксперимент
по поиску антивещества был пред-
принят в 1998 году, во время поле-
та шаттла "Дискавери" к станции
"Мир". Российско-американскую ко-
манду ученых возглавлял нобелев-
ский лауреат американец Сэмюэль
Тинг. Однако несколько дней поисков
не привели к поимке ни одного отри-
цательного ядра. Стало ясно, что ло-
вить надо гораздо дольше.
На 2005 год международное сооб-
щество физиков под руководством
Тинга планирует организовать поиск
ядер антивещества, установив детек-
торы на Международной космической
станции (МКС). В эксперименте снова
активно участвуют и российские уче-
ные: сердце эксперимента, уникаль-
ный сверхпроводящий магнит треко-
вого детектора, испытывают в Курча-
товском центре, систему охлаждения
38
ПОПУЛЯРНАЯ МКХАИИКаИ FOPWLAH М 8СН ANiG S ОКТ Я БР Б 2003
наука
разрабатывают в Институте ядерной
физики МГУ, а Институт эксперимен-
тальной и теоретической физики бу-
дет заниматься математическим обес-
печением эксперимента, сбором и об-
работкой данных.
На станцию будет доставлен маг-
нитный спектрометр альфа-частиц
(AMС), который установят снаружи.
Ожидается, что, проходя через раз-
личные детекторы АМС, частицы вы-
соких энергий будут воздействовать
на них, а обрабатывая информацию,
поступившую от каждого детектора,
удастся определить природу частиц
и понять, откуда они пришли.
Ловушка для
антиматерии
АМС состоит из различных детекто-
ров, сверхпроводящего магнита, элек-
троники и системы охлаждения.
Сверхпроводящий магнит заставля-
ет заряженные частицы, движущиеся
в свободном пространстве по прямой,
менять траекторию.
Основа магнита - две катушки
из ниобиево-титановой проволоки,
охлажденные до сверхнизкой тем-
пературы (1,8 К). Для поддержания
температуры в течение трех лет ис-
пользуется 360 кг жидкого гелия,
который, постепенно испаряясь, и
будет охлаждать катушку. А для со-
хранения температуры гелия вся сис-
тема заключена в большой и проч-
ный вакуумный корпус, который так-
же выполняет функцию каркаса.
Кстати, кроме основных катушек,
АМС снабжен набором курсовых ком-
пенсирующих магнитов: без них под
действием магнитного поля Земли
Международная космическая станция
будет поворачиваться подобно стрел-
ке компаса.
Из истории открытия антиматерии
В 1928 году молодой физик Поль Дирак вывел формулу, описывающую движе-
ние частиц со скоростями, близкими к скорости света. Главным выводом было
теоретическое доказательство существования двух частиц - электрона с положи-
тельной и электрона с отрицательной энергией. Поскольку отрицательной энергии
не существует, Дирак предположил, что у каждой частицы есть отражение - анти-
частица, обладающая противоположным зарядом, Нобелевская лекция Дирака,
в которой ученый говорил о существовании состоящих из антивещества Антивсе-
ленных, положила начало истории поиска антиматерии.
Первой обнаруженной античастицей стал позитрон (античастица электрона),
открытый американским физиком Карлом Андерсоном в 1932 году. В 1955 году
в США на ускорителе в Калифорнии был обнаружен антипротон, а в 1960 году -
антинейтрон. В 1965 году в Европейском центре ядерных исследований (CERN)
удалось синтезировать ядро антидейтерия, состоящее из антипротона и антиней-
трона. В последующие годы в различных лабораториях мира, в том числе в России
(в Дубне и в Серпухове), были получены и более тяжелые антиядра: антитритий
(два антинейтрона плюс один антипротон), изотопы антигелия, антиберилия и т. д.
Но это были лишь одиночные ядра.
Определяющий скорость частиц са-
мых высоких энергий детектор переход-
ного излучения - восьмиугольная "над-
стройка" АМС, состоящая из 20 слоев
пластика, перемежающегося 20 слоя-
ми наполненных газовой смесью "тру-
бок". Другие детекторы спектрометра,
ни специальный времяпролетный де-
тектор, ни детектор черенковского
излучения (о них речь ниже), не могут
различить тип высокоэнергетических
частиц. При кинетической энергии бо-
лее 200 ГэВ трудно отличить протоны
(с массой 1000 МэВ) от электронов
ОКТЯБРЬ 2О03Н POPVLAB ЫХСНA IfflCSB ПОПУЛЯРНАЯ «ВХЛНИКА
39
(0,5 МэВ) или мюонов (100 МэВ). А де-
тектор переходного излучения спосо-
бен определять лоренц-фактор части-
цы (пропорционален отношению энер-
гии к массе Е/m), который у протонов
и электронов сильно отличается.
Проходя через детектор переходного
излучения, электроны с высокой энер-
гией вызывают рентгеновское излуче-
ние, а протоны нет. При этом излучение
ионизирует смесь газов и в газонапол-
ненных трубках возникает разряд.
Под детектором переходного из-
лучения находится сердце спектро-
метра - кремниевый трековый детек-
тор. Он следит за траекториями час-
тиц в магнитном поле. Чем больше
их импульс, тем прямее след. При
этом положительно заряженная час-
тица будет отклоняться вправо, а от-
рицательно заряженная - влево.
Трековый детектор состоит из вось-
ми больших тонких листов кремния с
нанесенными на них миллионами тон-
чайших алюминиевых полосок. Вреза-
ясь в полоску, частица порождает эле-
ктрический сигнал, и он дает знать с
точностью до десяти микрон, где про-
изошло столкновение. Соединив же
точки столкновений в разных слоях,
можно отследить направление дви-
жения частицы. Кривизна траектории
частицы покажет ее импульс и знак за-
ряда, сила сигнала - заряд частицы,
а направление следа - откуда она по-
явилась и где ждать объявления дру-
гих частиц в остальных детекторах.
Космический
секундомер
Для точного измерения скорости
частиц используется специальный
времяпролетный детектор, который
засекает время входа и выхода час-
тицы. Он состоит из пластиковых
сцинтилляторов (это органические
соединения, которые обладают свой-
ством излучать свет при прохождении
частиц), каждый из которых просмат-
ривается фотоэлектронными умно-
жителями (ФЭУ) с обоих торцов. Про-
ходя через сцинтиллятор, частица
оставляет световой след, который за-
мечается фотоумножителем. Разница
между сигналами "входного" и "вы-
ходного" ФЭУ и дает время пролета.
Электрон с обычной для космичес-
ких лучей энергией (миллиарды элек-
трон-вольт) движется со скоростью,
близкой к скорости света, а протон
или ядро при таком же импульсе бу-
дет двигаться намного медленнее. По-
скольку погрешность составляет око-
ло 2%, детектор сможет отличить час-
тицу, летящую со скоростью 96% от
скорости света, от частицы, движущей-
ся со скоростью 99% от скорости света.
Времяпролетный детектор выпол-
няет и еще одну важную функцию.
Поскольку он самый быстрый, он од-
новременно служит и спусковым крюч-
ком для всех остальных детекторов,
предупреждая о появлении частицы.
Ниже установлен детектор череп-
ковского излучения, заполненный
сверхлегким стеклом, в котором раз-
мещены крошечные фотодетекторы.
В стекле свет движется медленнее,
чем в вакууме, и когда частицы входят
в стекло, возникает световое подобие
звукового удара (как при преодолении
самолетом скорости звука), фиксируе-
мое детекторами.
Детектор черепковского излуче-
ния позволяет с очень высокой точ-
ностью определять скорость частиц,
что разрешает в комбинации с ин-
формацией о траектории точно ука-
зать массу (при необходимости раз-
личать легкие изотопы).
Еще одна часть АМС - электромаг-
нитный калориметр - большой свин-
цовый кирпич, способный задержать
даже самые высокоэнергетические
частицы. Понятно, что это не просто
кирпич, а скорее слоеный пирог из
свинца и пластикового сцинтиллятора.
Слои свинца задерживают частицы,
а прозрачные слои сцинтиллятора слу-
жат детектором: как и во времяпро-
летном детекторе, фотоумножители
улавливают испускаемый свет. Иони-
зирующая частица высокой энергии,
проходя через калориметр, создает
большое число вторичных частиц, ко-
торые, взаимодействуя с веществом
калориметра, в свою очередь создают
вторичные частицы. Образуется ли-
вень частиц в направлении движения
первичной частицы. Измеряя световой
выход сцинтилляторов, можно опре-
делить энергию и тип частицы.
В основе устройства спектрометр
альфа-частиц и сверхпроводящий
электромагнит трекового детектора
Магнит - это прежде всего две катушки
из нибиево-титановой проволоки,
охлажденные до сверхнизкой
температуры
Для сохранения низкой температуры
используется жидкий гелий. Все это
помещено в вакуумный корпус, который
также выполняет функции каркаса
40
ПОПУЛЯРНАЯ НИК А POPULAR MBCaAWlCS ИОКТЯВРЬ 2003
наука
За секунду через АМС пролетает
в разных направлениях около десяти
тысяч частиц. Не все из них стоят
внимания: ученых интересуют части-
цы, пролетающие сверху вниз через
несколько детекторов (около 2000
частиц в секунду). Чтобы не отвле-
каться по мелочам, АМС окружен со
всех сторон (кроме торцов), как ба-
рьером, специальным сцинтилляци-
онным счетчиком антисовпадении,
имеющим право вето (так называе-
мым вето-счетчиком). В результате
анализируются только те частицы,
которые прошли через все детекторы
и не прошли через вето-счетчик.
АМС управляется сотнями компью-
теров, начиная от мелких, отвечаю-
щих за газовую систему, и заканчивая
главным, собирающим все сведения о
частицах.
Части спектрометра имеют не-
сколько систем терморассеивания.
И наиболее сложная из них - метал-
лические прутья с высокой теплопро-
водностью, охлаждаемые специаль-
ной системой на углекислом газе, -
защищает трековый детектор, нахо-
дящийся в самом центре (он выделя-
ет почти 200 Вт).
Кроме того, АМС имеет алюминие-
вый ''внешний скелет". В космосе он
не так уж нужен, но при запуске шат-
тла ему приходится выдерживать
большие нагрузки.
Рукотворная
антиматерия
На Земле схожие эксперименты, по-
священные исследованиям поведения
элементарных частиц, успешно про-
водятся уже несколько десятков лет.
В Европейском центре ядерных иссле-
дований (CERN) примерно в одном
из десяти миллионов столкновений
частиц высокой энергии с веществом
рождается пара "протон - антипро-
тон". Антипротоны отбирают, изоли-
руют от обычного вещества (чтобы
они не аннигилировали) и накаплива-
ют для дальнейшего использования.
Несколько лет назад в CERN заработа-
ла первая "фабрика антивещества".
В 2000 году там начались три экс-
перимента, в которых ученые исполь-
зуют антипротоны для создания ато-
мов антивещества - антиводорода
(антипротон, вокруг которого крутится
позитрон) и антигелия (ядра из двух
антипротонов и двух антинейтронов
с двумя позитронами на орбитах). Эти
атомы удалось не только получить, но
и исследовать. К концу прошлого года
в CERN удалось создать около 50 тыс.
атомов холодного антиводорода, энер-
гии которых хватит, например, чтобы
зажечь одноваттную электрическую
лампочку на 0,01 секунды. Правда, для
их получения было затрачено энергии
на много порядков больше. ПМ
Александр Семенов, кандидат
физико-математических наук
ОКТЯБРЬ 2003И POPULAR MECHANICS ДОПУПЯрНА К МЕХАНИКА J 41
ГОРЯЧАЯ ДЕСЯТКА
«ПМ>> продолжает серию публикаций о новых
которые обязательно изменят мир. Часть VII
В нанотехнологических лабораториях
всего мира разрабатывают лилипут-
ские сенсоры, транзисторы и лазеры.
Эти устройства указывают путь раз-
вития электроники.и коммуникаций -
сверхбыстрота и низкая цена. Но
неразвитость технологий производ-
ства пока мешает наноустройствам
найти применение вне стен лабора-
тории. Технологии, которые исполь-
зуются при изготовлении микросхем,
ЛИТОГРАФИЯ
грубы для выработки наноустройств,
а лабораторные методики непрак-
тичны: они слишком дороги и требу-
ют чрезвычайно много времени. Ин-
женер из Принстонского университе-
та Стивен Чоу утверждает, что хоть
сегодня все и говорят о нанотехноло-
гиях, без возможности массово про-
изводить такие устройства все разго-
воры ничего не стоят. Чоу считает,
что решением проблемы станет ме-
ханизм, чуточку сложнее печатного
станка. При помощи шаблона в мяг-
кий материал можно впечатывать
элементы размером всего десять на-
нометров. Прошлым летом Чоу пока-
зал, что таким способом можно впе-
чатать наноэлементы прямо в крем-
ний и металл. Облучая поверхность
короткими вспышками лазера, он
смог расплавить поверхность ровно
настолько, чтобы успеть впечатать
туда шаблон и получить желаемый
"оттиск". Химик из Bell Labs Джон
Роджерс говорит, что хоть Чоу не был
первооткрывателем технологии, ко-
торую многие называют "мягкой ли-
тографией", он установил планку
для нанопроизводства. Его достиже-
ния - революция в плане скорости,
площади нанесения рисунка и раз-
мера самых мелких элементов изоб-
ражения. Это настоящий прорыв. •.
технологиях,
В конце концов именно эта техноло-
гия может стать стандартной при
придании наносвойств таким издели-
ям, как оптические компоненты для
коммуникаций и генные микрочипы
для диагностики. NanoOpto - компа-
ния, которую основал Чоу в городе
Сомерсет (Нью-Джерси), - уже по-
ставляет компоненты для оптоволо-
конных сетей с наносвойствами. Чоу
также модифицировал генные чипы,
которые зависят от наноканалов, на-
несенных на стекло. Таким образом
наука
Типичный пример современной техно-
логии - структуры, полученные ме-
тодами традиционной литографии.
Их характерный размер - около 200
нанометров.
Технология впечатывания наноэле-
ментов в подложку с помощью шаб-
лона позволит уменьшить получае-
мые элементы в 20 раз. Благодаря
этому можно увеличить плотность раз-
мещения транзисторов на кремниевой
подложке в 36 раз! Пока эта техно-
логия работает только для структур
с малым количеством слоев, но изоб-
ретатель процесса Стивен Чоу обещает
решить эту проблему.
он спрямил траектории движения мо-
лекул ДНК, ускорив тем самым генные
тесты. Также Чоу работает над тем,
чтобы показать, что нанопечать мо-
жет решить главную проблему лито-
графии - введение нанопоследова-
тельностей в кремний для создания
будущих поколений высокопроизво-
дительных микросхем. Чоу утвержда-
ет, что ему уже удалось разместить
на кремниевой подложке по крайней
мере в 36 раз больше транзисторов,
чем позволяют самые передовые тех-
нологии сегодняшнего дня. Но для
создания сложных чипов, со многими
слоями, нужно добиться идеального
выравнивания, которое не должно на-
рушаться на протяжении как мини-
мум 30 шагов печати. Для процесса
Чоу, где тепло может уничтожить как
шаблон, так и подложку, продолжи-
тельность является критическим пара-
метром. Последние эксперименты с
лазерами позволили ученому умень-
шить время печати с десяти секунд
до менее чем микросекунды. В ре-
зультате он показал возможность со-
здания простых многослойных мик-
росхем. Сложные схемы - это следу-
ющий шаг. Другая компания Чоу-
Nanonex (Принстон, Нью-Джерси) -
вовсю ведет переговоры с изготовите
лями оборудования для литографии.
Результаты исследований Чоу подо-
спели как нельзя вовремя. Изготови-
тели микросхем тратят миллиарды
долларов на разработки самых экзо-
тических технологий производства,
которые используют все что угодно -
от ультрафиолетового излучения до
пучков электронов. Эксперт по техно-
логиям нанопроизводства Фабиан
Пис отмечает, что если сравнивать
результаты по отношению к затратам,
ни у какого ультрафиолета нет шан-
сов против нанопечати. Эти слова -
бальзам на душу Чоу, который начал
работу над нанопроизводством еще в
1980-х, задолго до того, как его кол-
леги осознали, что наноустройства
достойны их внимания. Чоу говорит,
что неожиданно все сомнения отпали
и теперь путь в будущее открыт. ПМ
М!Т Technology Review ©2003
технологии
ЫКХЛЯИНА
Сегодня мы расскажем, как на
всех этапах кинопроизводства,
аг идеи до экрана, цифровая
техника постепенно заменяет
традиционный целлулоид.
Сначала появились эффект-
машины. Для них пленку
сканировали, обрабатывали,
а затем при помощи спе-
циальных машин-монстров,
висевших на воздушной
подушке над полом, проеци-
ровали картинку обратно
на целлулоид. Но времена
меняются, и сегодня все
больше фильмов вообще не
попадают на кинопленку - они
начинают жизнь в цифровой
кинокамере и демонстри-
руются при помощи цифровых
проекторов или продаются
на DVD. Мы расскажем все,
что вы хотели знать о цифро-
вом кино, и даже чуть больше
технологии
БИТВА
ЗА БАЙТЫ
Цифровые технологии потихоньку отнимают
жизненное пространство и у целлулоида
КИНО
Год назад Американская киноака-
демия обсуждала важный вопрос:
могут ли цифровые фильмы, снятые
без участия пленки, претендовать
на "Оскар" на общих основаниях.
Дискуссия вышла короткой: прези-
дент академии Фрэнк Пирсон про-
сто спросил: "Кто-нибудь отважится
позвонить Джорджу
Лукасу и сказать, что
его фильм не может быть номини-
рован на "Оскар"?"
Желающих не нашлось.
“Великий уравнитель’’
Начиналось все в конце 90-х, когда
на рынке появились относительно
дешевые цифровые видеокамеры
и программы, позволяющие делать
монтаж на домашнем компьютере.
Первыми новые возможности оцени-
ли начинающие кинематографисты.
Впервые фильм, снятый на цифро-
вую камеру, на главном американ-
ском фестивале независимого кино
в Сандэнсе был показан в январе
1997 года. Через шесть лет из 830
присланных на конкурс полномет-
ражных фильмов на "цифру" были
сняты уже 530.
Один из заголовков журнала
Wired той поры гласил: "Прощай,
целлулоид". У "цифры" два главных
преимущества - дешевизна и нео-
граниченное время съемок. Кино-
пленка до сих пор существует толь-
ко в роликах по десять минут, так
что волей-неволей съемки прихо-
дится постоянно прерывать, чтобы
перезарядить камеру. Традиционная
46
ПОПУЛЯРНАЯ МЛЯАЯИКаИ POPULAR МГСНАЯ1СЗв ОКТЯБРЬ 2003
технологии
кинокамера может стоить до $500
тыс., кинопленка дорога и повтор-
ному использованию, в отличие от
видеокассеты, не подлежит. Вдоба-
вок нужно тратиться на проявку и
аренду монтажной лаборатории.
С другой стороны, хорошая люби-
тельская цифровая камера стоит
$2-4 тыс., двухчасовая кассета - $10,
проявка не нужна, а монтировать
можно на домашнем компьютере.
Кино теперь могла снимать лю-
бая домохозяйка, и миф о недосяга-
емости "фабрики грез", казалось,
вот-вот обрушится. Эстетика люби-
тельского кино вошла в моду: дат-
ское объединение "Догма-95" про-
пагандировало ручную камеру и
естественное освещение, а хитом
1999 года стал дешевый "ужастик"
"Ведьма из Блэр", снятый на люби-
тельское видео.
Джордж Лукас
и другие
Первым и самым страстным, а из
"тяжеловесов" и единственным
проповедником нового носителя
в Голливуде стал Джордж Лукас.
Летом 1999 года он предоставил
первый эпизод "Звездных войн" -
"Призрачную угрозу" - для демон-
страции на цифровых проекторах,
которые тогда стояли всего в четы-
рех залах. Тогда же Лукас объявил,
что его следующая картина, "Звезд-
ные войны. Эпизод II: Атака клонов",
будет снята целиком на цифровую
камеру. Режиссер мотивировал свое
решение необходимостью интегри-
ровать в фильм большое количество
спецэффектов и нежеланием тас-
кать по всему миру ролики пленки.
Кинокамера все-таки сопровождала
съемочную группу, но сделано это
было по просьбе представителей
страховой компании: они сказали,
что так им будет спокойнее. Специ-
ально для Лукаса Sony Engineering и
Panavision разработали камеру Sony
HDW-F900, которая считается самой
прогрессивной из используемых для
кино. Она снимает 24 кадра в секун-
ду, совсем как кинопленка, и рабо-
тает в формате HD (High Definition),
выдавая высокое разрешение 1920 х
х 1080 точек.
Возможностями цифрового кино
интересовались и другие известные
режиссеры, главным образом сни-
мающие "авторское кино". Их при-
влекала не только экономия, но и
большие возможности нового носи-
теля. На цифровую камеру снимали
фильмы такие ветераны, как Артуро
Рипштейн и Эрик Ромер, а также Гас
ван Сэнт, Спайк Ли, Питер Гринуэй,
Майкл Мур. Ларс фон Триер в "Тан-
цующей в темноте" использовал сто
дешевых цифровых камер, чтобы
снять сцену фантастического танца
Бьорк на крыше поезда - она бы-
ла показана со ста разных точек.
Британский режиссер Дэнни Бойл,
выбирая для съемок антиутопии
"28 дней спустя" любительские
Canon XL-1, стремился к тому, что-
бы мир, переживший апокалипсис,
выглядел "странным", с чуть сме-
щенной перспективой и изменен-
ными цветами. По мнению Бойла,
резкость и жесткость "картинки"
цифрового видео идеальна для
урбанистического пейзажа. Другие
достоинства цифровой камеры пре-
возносил немецкий режиссер Вим
Вендерс, когда взялся за работу над
своим документальным фильмом
"BuenaVista Social Club". Маленькие
камеры (Sony DVW-700, Sony VX1000
и Sony DCR-PC1) позволили ему за-
печатлеть обыденную жизнь кубин-
ских музыкантов, не вмешиваясь
в нее с большой съемочной группой
и яркими софитами.
Полтора часа
без монтажа
Один из самых интересных экспе-
риментов с цифровой камерой осу-
ществил британский режиссер Майк
Фиггис. В его фильме "Таймкод"
события разворачиваются одновре-
менно на четырех экранах, причем
каждый из четырех фрагментов сю-
жета снят единым планом, без мон-
тажа. Четыре оператора (одним из
них был сам режиссер), вооружен-
“Ни за что
не вернусь
к кинопленке”
Джордж Лукас
Снял на "цифру" (Sony HOW’f900)
"Эпизод II" и грозит выпустить
"Эпизод ИГ только в цифровой прокат
ОКТЯВРЬ аОСЗвгОРиьАВ МВСНАЕЛСзИпОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА
47
I
технологии
“Я - Че Гевара
ет кино”
Ларс фон Триер
Использовал сто недорогих
цифровых камер для съемки ганца
Бьоря на крыше товарного вагона.
Снял *Доге иль" полностью на "цифру"
(Sony HDW-F900)
ные цифровыми камерами DSR
130 DV, полтора часа следовали за
актерами по улицам Лос-Анджеле-
са. Маршрут пришлось повторить
15 раз. Майк Фиггис просил, чтобы
каждый "дубль" актеры делали в но-
вой одежде, чтобы не было соблаз-
на смонтировать фрагменты из раз-
ных съемок.
Способностью цифровой каме-
ры снимать без перерыва восполь-
зовался и Александр Сокуров. Его
фильм "Русский ковчег" - первый
в России цифровой фильм в фор-
мате НО. Это 90-минутное путеше-
ствие по залам Эрмитажа, снятое
единым планом. "Я немного устал
от монтажа, - объяснял Сокуров.
- Я не хочу экспериментировать
со временем. Я хочу снимать ре-
альное время, не бояться его тече-
ния". Немецкий оператор Тильман
Бюттнер ("Беги, Лола, беги!") сни-
мал "Русский ковчег" на "камеру
Лукаса" - Sony HDW-F900. По сло-
вам Бюттнера, самой главной тех-
нической проблемой стала уста-
новка света: требовалось и архитек-
турное пространство показать, и
не "впустить" в кадр осветительные
приборы. На Западе "Русский ков-
чег" произвел фурор. Критики писа-
ли, что Сокуров доказал: цифровое
изображение может быть красивым.
Nobody is perfect
Однако основная масса режиссеров
не спешат отказываться от пленки.
Стивен Спилберг и Оливер Стоун
публично поклялись, что, призна-
вая использование цифровых техно-
логий в постпродакшн, снимать
они будут по-прежнему, по старин-
ке. Осторожничают и операторы -
обычно самая прогрессивная часть
киносообщества. Раньше новые тех-
нологии в первую очередь выноси-
лись на их суд - теперь же изгото-
вители цифровых камер вышли
напрямую на студии и продюсеров,
обещая им златые горы. В ответ
операторы ворчат: "Если вы хотите
революцию, предложите нам что-
нибудь действительно стоящее", -
и лепят на бамперы своих автомо-
билей наклейки, которые вопиют:
"Хотите забрать кинокамеру? Толь-
ко через мой труп!"
Цифровое изображение действи-
тельно имеет свои недостатки, что
бы там ни говорил Джордж Лукас,
у которого достаточно денег и спе-
циалистов, чтобы довести до ума
любой продукт. "Цифра" не выгля-
дит так хорошо, как пленка, - гово-
рит критик Роджер Эберт из Chicago
Sun-Times, один из самых яростных
оппонентов новой технологии. -
Меня поражает, насколько боль-
шинство кинозрителей равнодушны
СХЕМА СОВРЕМЕННО
Цифровой кииематогра
Самый популярный на сегоднн метод киипсъемки таков. Кинем;
в игру всевозможные компании, делающие цифровые зффекть
либо приводится к разрешению DVD или цифрового ТВ, пмбо пере
48
ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИК А.Я POPULAR МХСВАШСвИ ОКТЯБРЬ 2003
----— технологии
к качеству изображения и звука'".
Пленка более богата на цвета и от-
тенки. Для фантастических фильмов
они, возможно, и не нужны, а вот
испанский режиссер Хулио Медем,
воспользовавшийся той же камерой
Sony HDW-900 для съемок мелодра-
мы "Люсия и секс", получил от кри-
тиков выговор за то, что его фир-
менные средиземноморские красоты
утратили на цифре все свое велико-
лепие. Да и Дэнни Бойл отмечал,
что при цифровом изображении "не
хватает деталей", особенно на па-
норамных кадрах.
Нужней всего под-
ставка для кока-колы
По сути, единственным пока по-
следователем Лукаса в "большом
Голливуде" стал Роберт Родригес,
некогда один из членов "банды Та-
рантино", а ныне создатель успеш-
ной приключенческой трилогии для
семейного просмотра "Дети-шпио-
ны". Когда Лукас в конце 2000 года
показал молодому коллеге отрыв-
ки из второго эпизода "Звездных
войн", тот был потрясен открывши-
мися возможностями и заявил, что
навсегда отказывается от пленки.
"Я едва мог заснуть, думая о том,
что я мог бы сделать, - вспоминает
Родригес. - Я сказал, что "Звездные
войны" не убедят людей снимать
на HD, но мои фильмы могут это
сделать: они больше похожи на то,
что снимают обычные режиссеры
с ограниченным бюджетом".
Но даже Родригес - для Голливу-
да явление нетипичное. Он и до по-
явления цифрового кино все делал
в одиночку: писал сценарии, сни-
мал, монтировал и даже сочинял
музыку. Снимая один из лучших сво-
их фильмов, "Отчаянный", он сна-
ЮПРОИЗВОДСТВА
О Нелинейный монтаж
4^ Архив и нинопечать
пинан
<иают на негативную пленку, которая затеи смаянруетсп аппаратами, сохраняющими разрешение 4К-5К. Затем материал подвергается цифровой обработке. Именно на этой стадии вступают
к |п»януть ILM ilnpuslrial Light and Magic)» Pixel Manic, Weta Digital н многих других. Затем материал либо проецируется обратно на пленну (теперь позитивную) для проката в кинотеатрах,
игиыйфирмат и записывается на бытооые видепкассвты VHS
ОКТЯБРЬ 20 ОЗЯ POPULAR МХСВАЮСвЯ ПОПУЛЯРНА R МХХАЯИКА
49
технологии
чала выстраивал кадр при помощи
видеокамер. Их режиссер не жалел:
подбрасывал, крутил и пускал по
стойке бара - и, лишь получив иде-
альную сцену, снимал ее "начисто",
уже на пленку. Цифровая камера
всего лишь позволила Родригесу де-
лать то же самое - на другом техни-
ческом уровне. Вторая и третья час-
ти "Детей-шпионов", а также новый
фильм "Однажды в Мексике" сни-
мались уже на цифровые камеры.
Вопреки устоявшейся практике Род-
ригес не брал их напрокат - он при-
обрел две камеры Sony HDW-900
(каждая стоит более $100 тыс.)
в личное пользование. "Я сни-
мал Антонио Бандераса в пяти
фильмах, но только теперь заме-
тил, что у него светло-карие гла-
за - на пленке они всегда были
черными", - восхищается режис-
сер. Главные требования Родри-
геса к следующему поколению
цифровых камер - подставки
для кока-колы и хот-догов.
Хочу снимать
реальное время
а не бояться
его течения”
Александр
Сокуров
При помощи немецкого оператора
снял "Русский ковчег" на "камеру
Лукаса" (Sony HDW-F900)
Цена пленочных
копий
Фильм можно дешево снять, но де-
шево показать - увы, нет. Вся ин-
фраструктура мирового проката
сейчас рассчитана преимущественно
на кино, снятое на 35 мм. Картины,
снятые на "цифру", для проката
приходится переводить на пленку.
Печать копии на пленке обходится
в $2 тыс. На крупную мейджорскую
постановку печатается три-четыре
тысячи копий, а для второго эпизо-
да "Звездных войн" их было сдела-
но 12 тысяч (лишь 92 кинотеатра
смогли показать картину в перво-
зданном цифровом варианте). У
"независимых", тусующихся в Сан-
дэнсе и на специализированных фе-
стивалях типа передвижного между-
народного "ResFest", таких денег
нет, поэтому они распространяют
свои фильмы в интернете и по ка-
бельным сетям.
Предложенные на рынке модели
цифровых проекторов предусматри-
вают три варианта доставки фильма
от монтажного стола на экран: спут-
ник, оптоволокно и физический но-
ситель - диск. Пока больше всего
разработок связано со спутниковой
проекцией. Одной из первых в этом
направлении стала корпорация
Boeing. Результатом ее соглашения
со студией Miramax стал выпуск осе-
нью 2000 года снятого на пленку и
переведенного в цифровой формат
фильма "Чужой билет" с Беном Аф-
флеком и Гвинет Пэлтроу. Потребо-
валось восемь часов, чтобы пере-
дать по спутнику закодированный
файл с фильмом из штата Оклахома
на "тарелку" на крыше кинотеатра.
Позже подобный опыт был повторен
с картинами "Идеальный шторм",
"История игрушек II" и т. п. Однако
изготовители цифровых проекторов
не сообщают, каковы потери качест-
ва нецифрового изображения в мо-
мент оцифровки. Не понятно, реаль-
но ли уберечь цифровые копии от
пиратов: они могут раскодировать
сигнал со спутника или взломать
сервер кинотеатра и стать обладате-
лями идеальной копии фильма од-
новременно с его выходом на экран.
Владельцы 36 тысяч американ-
ских кинотеатров, не говоря уже
о кинотеатрах других стран, обза-
водиться цифровыми проекторами
и серверами, необходимыми для
хранения киноинформации, пока
не спешат. Даже в Сандэнсе цифро-
вой проектор появился только в
январе нынешнего года. Цена ком-
плекта - $200-250 тыс. (обычный
кинопроектор стоит $20-30 тыс.),
и, по данным экспертов, раньше,
чем через десять лет, приобретение
вряд ли окупится. На сегодняшний
день в цифровой версии в прокат
вышло всего 35 фильмов от 13
дистрибьюторов и посмотрели их
четыре миллиона кинозрителей.
Большинство цифровых проекторов
пылятся без дела, и кинотеатрам
предлагается использовать их для
трансляции концертов или бродвей-
ских шоу. Цифровая революция не
слишком торопится. И только Джордж
Лукас понукает, шантажируя: "Вот
выпущу "Эпизод III" исключительно
на цифровых проекторах - мало ни-
кому не покажется". ИМ
Мария Белиловская
50
ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИК АЙ POPULAR MRCHANZCid ОКТЯБРЬ 2003
технологии
СЕКРЕТЫ ЦИФРОВОГО
КИНОПРОИЗВОДСТВА
Неожиданная конвергенция кино и телевидения
Всякий раз, когда кто-то заговаривает
о "полностью цифровом кинемато-
графе", в воздухе повисает вопрос
о стандартах. Практически никто не
знает точного ответа на вопрос "В
каком стандарте снимают цифровые
фильмы?".
Оказывается, никакого особого
стандарта у цифрового кино попрос-
ту нет. Цифровые фильмы снимают
на слегка модифицированное обору-
дование для цифрового телевидения
।
I I
РАСПРОСТРАНЕНИЕ
В каком формате работают немногочисленные цифровые кинотеатры, одно-
значно ответить нельзя. Все уклончиво говорят про MPEG и отказываются
уточнять подробности. Два русских проекта цифровых кинотеатров - "Народный
экран” (под эгидой Минсвязи и Михалкова) и безымянный проект (под эгидой
Минкультуры) - тоже не слишком распространяются о своих технологиях. К слову,
специалисты весьма скептически отзываются о реализуемости обоих проектов.
В Америке фильмы в цифровые кинотеатры передают через спутник, либо через
оптоволоконные каналы связи, либо на DVD-R-дисках. Формат кодирования тоже
не стандартизован: Boeing и некоторые другие используют MPEG-2; Qualcomm
и другие используют собственные закрытые форматы, в основе которых лежит
дискретно-косинусное преобразование (DCT).
высокой четкости (ТВЧ, или High
Definition TV - HDTV). Модификация
заключается в том, что кинокамеры
нее, звук чище. Аналоговое телеви-
дение при определении разрешаю-
щей способности оперирует "теле-
тике лучшие телевизоры имеют
разрешение около 450 твл, в то вре-
мя как большинство - 350-400 твл).
HDTV
могут снимать со скоро-
стью 24 кадра в секунду,
визионными линиями" (твл) (макси-
мальное разрешение идеального ТВ
А цифровое телевидение оперирует
точками, как и компьютер. В мире
а часто и со скоростью, изменяемой
в широком диапазоне (от 4 до 60 кад-
ров в секунду). Но поскольку даже
цифровое телевидение стандартной
четкости (Standard Definition TV -
SDTV) в России практически не
развито, уместно начать
рассказ с описания стан-
дартов цифрового
телевидения.
SDTV,
HDTV
Не требуется подроб-
но объяснять, зачем зрителю нужно
цифровое телевидение - картинка
во много раз четче, цвета натураль-
КАМКОРДЕР ОТ PANASONIC обладает меньшим,
по сравнению с CineAlla от Sony, разрешением. Зато
он снимает полными кадрами 1720ц), что обеспечи-
вает более стабильную картинку и лучшие цвета.
К камере подходит объективы от стандартных кино-
камер, но есть и специальная оптика. Опа снимает
в режиме 2^ (24 кадра в секунду), что облегчает
перенос материала на кинопленку
равно количеству отображаемых
строк развертки; для PAL и БЕСАМ
это 576; а на прак-
DVB, американский ATSC и японский
существуют три системы цифрового
телевидения (европейский стандарт
52
ПОПУЛЯРНАЯ MSXАНИКАЙ POPULAR ЫЕСВАШСВЯ ОКТЯБРЬ 2003
технологии
w» лц». Jen. ХХИ
•Ь МП |>мм*и
+---------<-------------
CamAHgn . CBGS-SW - *2.2
камера viper студийная. Ее не захватишь на съемки
в пустыню, она не пишет на кассеты, к нем нужен
специальным дисковый массив, где сохраняется
несжатое изображение. По качеству это на сегодня
чемпион среди цифровых камер: она снимает в не-
стандартном режиме 1920 х 1080 х 24 водных надра.
Впрочем, к CineAlta. и Varicam метут снимать
не только на кассету. Сокуров снимал свой цифровом
фильм из Cine ДПа. используя дисковые накопители
и несжатый цифровой сигнал
DiBEG), но различаются они метода-
ми только доставки сигнала. То есть,
сигнал от студии до вашего телепри-
емника добирается разными спосо-
бами. В зависимости от метода до-
ставки используются разные форма-
ты его кодирования и разные частоты
для его передачи. Но внутри всех трех
стандартов живет MPEG (подробно
о MPEG читайте в этом номере).
Точки на экране
В цифровом кинематографе исполь-
зуются два подстандарта HDTV:
Panasonic Varicam и Sony CineAlta.
"Цифровые" операторы все чаще ра-
ботают не камерами, а HD-камкорде-
рами, объединяющими в себе камеру
и видеомагнитофон. Главное, что
нужно знать о таких устройствах, -
в каком бы режиме ни снимала каме-
ра, магнитофон пишет в одном фор-
мате и с единственной скоростью.
Например, в Panasonic Varicam, кото-
рым снят фильм "Русские арабески",
камера может снимать с любой ско-
ростью, от четырех до шестидесяти
кадров в секунду, но магнитофон пи-
шет только 60 кадров в секунду. Вме-
сто "недостающих" по специальным
алгоритмам подставляются снятые
кадры. Точно так же и в камкордере
Sony CineAlta, которым работают
Лукас, Родригес и десятки других ре-
жиссеров, камера может снимать со
скоростью 24, 25 и 30 кадров в се-
кунду, а магнитофон записывает все
те же 60 кадров в секунду. Только ес-
ли у Panasonic кадры полные, то Sony
пишет полукадрами. Различается у
компаний и разрешение камер. Раз-
мер картинки у Panasonic Varicam со-
ставляет 1280 х 720, а у Sony CineAlta
1920 х 1080. На первый взгляд фор-
мат, принятый Sony, безусловно, луч-
ше - в нем в 2,25 раза больше точек.
Однако все не так просто.
Дело в том, что в Sony CineAlta
используется черезстрочная разверт-
октябрь гссзвРориьдя МГСНАШСЗИПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА
53
технологии
ЗАЧЕМ НУЖЕН РЕЖИМ 24Р
Цифровое кино обычно снимают в формате 24р. Это значит 24 полных кадра
в секунду. Делается это для того, чтобы облегчить перевод материала на ки-
нопленку, которая "щелкает" со скоростью как раз 24 кадра в секунду. Но и здесь
не все так просто. Многие кинематографисты так называемой "зоны PAL", то есть
фактически европейские киношники, часто снимают в режиме 25р (то есть
25 полных кадров в секунду, а не 24). Например, "Русские арабески" сняты
в режиме 25р. Зачем? Дело в том, что очень малая часть цифровых киноматери-
алов переводится на кинопленку. Большую часть показывают по телевизору,
а там частота развертки - 50 полукадров (в случае аналогового сигнала) либо
25 полных кадров (если сигнал цифровой). И чтобы преобразовать 24 кадра
в 50 полукадров (или 25 полных кадров), нужно надрываться, а преобразование
25р в 50i происходит без проблем.
ка (interlaced scan), принятая в анало-
: гоеом телевидении. То есть каждый
полный кадр записывается своеобраз-
ными полукадрами: сначала пишутся
четные строки, потом нечетные. Такая
• технология позволяет достаточно де-
шевым способом повысить разреше-
ние. Прогрессивная развертка (prog-
ressive scan), которая применяется в
Panasonic Varicam, честно воспроизво-
дит все строки и позволяет добиться
лучших цветов и большей стабильнос-
ти изображения. Именно поэтому от-
вет на вопрос "Что же лучше - 1080i
или 720р?" неочевиден.
Компания Sony первая выпустила
камеру формата 1080i, и поэтому
сегодня камера Sony CineAlta более
популярна. Но Panasonic продвигает
свою камеру формата 720р очень
агрессивно, и ситуация может изме-
ниться в любой момент. Кроме того,
компания Thomson вь(шла на рынок
со своей камерой Viper, которая сни-
мает в "нестандартном" формате
1080/60р (то есть 1920 х 1080 точек,
60 полных кадров в секунду).
Все равно мало!
Но и эти цифры вызывают недоволь-
ство профессиональных режиссеров
и операторов - им "маловато". Но
давайте разберемся, как обстоят де-
ла на самом деле.
Кинематографисты измеряют раз-
решающую способность в "К". Спе-
циалисты компании Cintel любезно
объяснили, что "К" - это количество
тысяч точек по горизонтали кадра (ко-
личество точек по вертикали вычисля-
; юсам
SONY
КАМКОРДЕР GT SONY обладает большим разрешени-
ем, зато снимает полукадрама. У aero чуть хуже
цвета, зато выше разрешение. Им снято уже ве-
янное множество картам, им восхищаются Лукас
и Родригес. Правда, поговаривают, чта Лукас
снимал “Эпизод 1Г* особой несерийной камерой,
которую сделали специально для него
54
ПОПУЛЯРНАЯ ЧЖХАЯЯНлИ РОРПЪАЯ MECHAWICSB ОКТЯБРЬ 2003
- технологии
..
г ;
Что собой представляют форматы SDTV и HDTV*
Название Точек Точек Формат Кадров Развертка стандарта по вертикали в строке в секунду
10801 — — —- - — Г| 1080 . i— _. . _ . * 1920 16:9 50,60 Черезстрочная
72Ор 720 1280 16:9 24, 25, 30, 50, 60 п Прогрессивная
480i 480 704/720 16:9 50, 60 Черезстрочная
480р 480 640 4:3; 16:9 24, 25, 30 Прогрессивная
4BOi 480 640 4:3 24, 30, 50, 60 Черезотро чмая
'Для простоты мы опустили некоторые Форматы,
предусмотренные дли компьютерных дисплеев.
Желтым выделены форматы HDTV. Иногда фор-
маты записывают так: “72Ш24|Г. Это значит, что
используется картинка размером 1280 х 720 точек,
которую показывают 24 раза в секунду, целиком
ется исходя из формата фильма).
Так вот, у негативной кинопленки (а
именно на нее снимают кино) разре-
шение составляет 6К. Но стоит вста-
вить в камеру пленку и самый лучший
объектив (киношник называют его
"prime lens"), разрешение тут же па-
дает до 5К. А если нужен не prime
lens, а объектив с переменным фо-
кусным расстоянием (зум), то разре-
шение уже становится 4К. Но и это
не предел. После обработки изобра-
жение переносится на позитивную
♦ладимш1 •шхмжв. таомзда. «мгс «л-тожг.
пленку, которую уже крутят в киноте- j
атрах. Ее разрешение уже ближе к
ЗК. А проектор в кинотеатре довер-
шает издевательство над качеством,
доводя разрешение до 2К, а нередко
и до 1,5К. То есть фактически в кино
мы все равно не получаем больше
1500-2000 точек по горизонтали. На
фоне этих цифр разрешение 1280 и
особенно 1920 точек уже не выглядит
таким оскорбительным для зрителя.
Тем не менее массовой миграции
на цифровые кинокамеры пока не
наблюдается. На сегодня удел HD-
камкордеров - съемка современ-
ных сериалов. Например, последние
сезоны сериалов "Звездные врата"
("Stargate SG-1") и "Секс в большом • i
городе" ("Sex and the City") снимают
и показывают в формате HDTV. ПМ
Александр Иванов
ОКТЯБРЬ 2003«POPULAR aZCMAKICSB ВО1ГУЛй1РНЛЯ МКХАВНКА
55
технологии
MPEG-2
привычной
За короткое время аббревиатура MPEG стала нам
что нет повода задуматься, как
настолько
это работает
ВИДЕО
MPEG-2 - это стандарт, предназначен-
ный для кодирования сигналов циф-
рового вещательного телевидения,
так что начинать рассказ о нем надо
с истории цифрового видео. Она, как
ни странно, связана вовсе не с ком-
пьютерами, как кажется сейчас, а с те-
левещанием, ведь недостатки анало-
гового сигнала сказывались прежде
всего на телевизионной аудитории.
Основных проблем две - это стреми-
тельное падение качества с каждым
новым перезаписыванием (страшно
вспомнить, что такое "пятая копия"
на VHS) и большие помехи при пере-
даче сигнала, с которыми очень слож-
но бороться. Первое сказывается на
качестве программ, второе - на каче-
стве картинки у зрителя. Способ изба-
виться от этих недостатков был извес-
тен еще с 50-х годов - это перевод
сигнала в цифровую форму. Однако
технические возможности для оциф-
ровки видео в реальном времени по-
явились лишь около четверти века то-
му назад, и в 1979 году Европейский
Вещательный Союз (EBU)
и Общество инженеров
кино и телевидения (SMPTE) совмест-
но подготовили проект международ-
ного стандарта цифрового кодирова-
ния цветного телевизионного сигнала,
а в 1982 году стандарт был принят.
MPEG-2 базируется именно на этом
стандарте ITU-R ВТ.601.
Как получают
цифровой видеосигнал
Известно, что любой из миллионов
оттенков, которые различает человек,
представим в виде комбинации трех
опорных цветов: красного (Red), зеле-
ного (Green) и синего (Blue) - это так
называемая цветовая модель RGB.
Используя эту модель, цветной анало-
говый сигнал (например, изображе-
ние, которое "видит" объектив анало-
говой видеокамеры) можно разложить
на RGB-компоненты.
Однако для телевидения такое
разложение не подходило: при пере-
ходе к цветному вещанию требова-
лось, чтобы цветные передачи мож-
но было смотреть на черно-белых те-
левизорах, а это невозможно, если
сигнал состоит из RGB-компонент.
Решением стало преобразование
RGB-сигналов в сигнал яркости Y и
два цветоразностных сигнала U и V -
в этом случае информация о цвете
ОТ РЕДАКЦИИ: SUPERBIT
Недавно появились новые DVD-диски с гордой надписью "SuperBit". Мы сразу
заказали такой диск, с фильмом "Desperado", и разобрались с новинкой. Что же
такое SuperBit и зачем он нужен?
Для хранения видео на DVD используется стандарт MPEG-2, который допускает
переменную скорость цифрового потока. Обычно фильмы записаны со средней
скоростью четыре мегабита в секунду (Мб/с), и только в очень короткие моменты
(взрывы, огонь, рябь на воде, трава на ветру) скорость подскакивает до 5-6 Мб/с.
В результате на один (обычно двухслойный) DVD-диск помещается фильм, звуковые
дорожки на разных языках, и остается еще куча места, которое забивают так
называемыми дополнениями (bonus materials) - там можно найти удаленные сцены,
альтернативную концовку и т. п.
На дисках SuperBit скорость цифрового потока очень близка к максимально допус-
тимому по стандарту значению 8 Мб/с. За счет этого достигается гораздо более высо-
кое качество картинки. Но за все надо платить, и на бонусы и неанглийские звуко-
вые дорожки места уже не остается. На диске "Desperado Superbit", например,
записан только фильм и две дорожки - английская Dolby Digital (DD) и английская
же DTS. Честно говоря, DTS настолько лучше, что DD могли бы и выкинуть.
Качество просто поражает. Все детали идеально прорисованы. Особенно заметны
различия по краям кадра: там, где на оригинальном DVD был муар, здесь видна
каждая деталька. И сцены, где много движения, - взрывы и перестрелки - выглядят
гораздо лучше. В общем, если у вас есть на чем смотреть DVD высокого качества -
это настоящая находка. Правда, и стоят такие диски раза в полтора дороже
обычных. С другой стороны, человек, готовый заплатить за диск S20, заплатит и $30.
(U и V) передается отдельно от инфор-
мации о яркости Y, и в черно-белом
телевидении используется только
сигнал яркости, а в цветном - яркости
совместно с цветом. Заодно оказа-
лось возможным уместить цветной
телевизионный сигнал в стандартную
полосу пропускания: за счет того, что
человеческий глаз менее чувствите-
лен к пространственным изменениям
цвета, чем к изменениям яркости,
информацию о цвете можно "уре-
зать" без ущерба для восприятия.
Для цифрового кодирования оди-
наково подходят оба разложения.
Итак, для того чтобы сформировать
цифровой сигнал, необходимо выпол-
нить над каждой компонентой анало-
гового сигнала (R, G, В или Y, U, V)
56
Я ПОПУЛЯРНАЯ М^ЕлЯИНАВрориЪАЯ МЕСЫ A MIC S В ОК Т ЯБ РЬ 2003
технологии
следующие операции: дискретизацию,
квантование и кодирование.
Дискретизация - это представление
непрерывного аналогового сигнала
последовательностью значений его
амплитуд (так называемых отсчетов).
Частота, с которой выбираются значе-
ния, называется частотой дискретиза-
ции. На схемах справа показаны ана-
логовый и дискретизированный с час-
тотой 1Л сигналы. Очевидно, что чем
больше частота дискретизации, тем
точнее будет воспроизведен аналого-
вый сигнал. Чтобы получить изображе-
ние высокого качества, частота дис-
кретизации должна быть не менее
12 МГц (то есть 12 млн отсчетов в се-
кунду). В стандарте цифрового коди-
рования она выбрана равной 13,5 МГц.
Квантование - округление значений
отсчетов. Так как человеческий глаз об-
ладает конечной разрешающей способ-
ностью, то передавать абсолютно точ-
но все значения отсчетов нет необхо-
димости. Было придумано заменять ве-
личину отсчета ближайшим значением
из некоторого набора фиксированных
величин, которые называются уровня-
ми квантования, то есть округлять до
ближайшего уровня. На схеме справа
показан квантованный сигнал. Для
создания сигнала нужного качества
достаточно 256 уровней квантования.
И наконец, кодирование. Так как
квантованный сигнал может прини-
мать только конечное число значений
(в соответствии с набором уровней
квантования), то для каждого отсчета
можно представить его просто чис-
лом, равным собственно порядковому
номеру уровня квантования. Это чис-
ло может быть закодировано двоич-
ными символами (например, нулями
и единицами). Чтобы закодировать
256 уровней квантования, требуется
как минимум восемь бит (2®= 256), то
есть значение каждого отсчета пере-
дается восемью битами.
В итоге после дискретизации, кван-
тования и кодирования мы получили
из аналогового сигнала набор им-
пульсов, принимающих только два
значения - 0 и 1, которые уже мож-
но передавать как обычные данные.
Это называется аналого-цифровым
преобразованием, или АЦП.
Ti Т2 Тз
Кодированный сигнал. Каждый номер уровня квантования
представлен тремя битами
ОКТЯБРЬ 2003Я POPOLAH ЫКСИ AKICSB ЙО ПОЛЯРНАЯ &ГКХАНИКА
57
технологии
Разбиение на макроблоки
Изображение а кадре последовательно
делится на равные блоки размером
16x16 пикселей, называемые
макроблоками
кадр
макроблок 16x16 пикселей
Макроблок, в свою очередь,
представляет собой набор блоков
8x8 пикселей с информацией о
яркости и цветоразностных компонентах
в рамках раздельного кодирования
MPEG
Примеры раздельного кодирования в разных форматах цветности
Y U V Y U i V Y U V
шИ LL®
Формат 4:2:0 Формат 4:2:2 Формат 4:4:4
Легко посчитать необходимую ско-
рость потока при передаче оцифро-
ванного нами сигнала: умножим во-
семь бит на количество отсчетов, пе-
редаваемых в секунду (не забудем, что
у нас три компоненты): 8 [бит) х 13,5
[МГц] х 3 = 324 Мб/с!!! Работать с та-
^mp|g
кими потоками - очень дорогое и поч-
ти недоступное удовольствие (для
сравнения: стандартный модем пере-
дает со средней скоростью 33,2 кб/с,
то есть в десять тысяч раз медленнее).
Здесь самое время напомнить о
том, что, как и в аналоговом телеви-
дении, при оцифровке Y, U и V можно
безболезненно удалить часть инфор-
мации о цвете, то есть уменьшить в
несколько раз частоту дискретизации
цветоразностных сигналов. Поэтому
кодирование YUV (называемое раз-
дельным) с точки зрения величины
потока получается более выгодным,
чем RGB. При раздельном кодирова-
нии принято указывать соотношение *
частот дискретизации компонент.
Например, 4:2:2 означает, что Y пере-
дается в каждом отсчете в каждой
строке, a U и V - в каждом втором от-
счете в каждой строке (то есть частота
дискретизации Y равна 13,5 МГц, а
U и V в два раза меньше - 6,75 МГц).
Сжатие
Однако результаты кодирования в от-
ношении величины цифрового потока
все равно никого не устраивали. Для
вещательного телевидения требуется
раздельное кодирование как минимум
4:2:2 - это 216 Мб/с. Даже если не го-
ворить о передаче данных, просто пи-
сать такой поток на ленту или на вин-
честер представляется проблемой.
Выход один: сжатие цифрового ви-
деопотока. К счастью, цифровой ви-
деосигнал по сути своей избыточен и
потому для сжатия подходит как нель-
зя лучше: можно без потерь с точки
зрения восприятия сжимать видео да-
же в 30 раз! Избыточность видеосиг-
нала, во-первых, вызвана тем, что че-
ловеческий глаз не замечает измене-
ний яркости и цвета на небольших
участках, ю есть мелких деталей. Эта
избыточность называется пространст-
венной и удаляется при внутрикадро-
вом кодировании - сокращении ин-
формации в пределах одного кадра.
Во-вторых, обычно в пределах не-
скольких секунд следующие друг за
другом кадры слабо отличаются друг
от друга - это так называемая вре-
менная избыточность. Нет необходи-
мости передавать все кадры полно-
стью, для некоторых достаточно пе-
редать только отличия от предыду-
щих или последующих кадров. Вре-
менная избыточность удаляется меж-
кадровым кодированием, при кото-
ром сокращается информация о не-
которой группе кадров в целом.
58
ПОПУЛЯРНАЯ НКХАЯЯКАВРОРГГХ.АЙ MftCHAftHCS® ОКТЯБРЬ 2003
технологии
Надо сказать, что со времен
начала работы с цифровым видео
было создано великое множество
форматов сжатия: от Cinepak и
Intel Indeo до Н.263, М-JPEG и DV.
Часть из них удаляют только про-
странственную избыточность (как
DV или М-JPEG), но некоторые ал-
горитмы (например, Intel Indeo) ис-
пользуют и межкадровую разность.
Жизнь с таким количеством несо-
вместимых друг с другом стандартов
оказалась слишком уж сложной, по-
этому в 1988 году была создана спе-
циальная группа экспертов - Moving
Picture Experts Group (MPEG)r которая
должна была разработать методы
сжатия и восстановления цифрового
видеосигнала. Над стандартом MPEG-
2 группа начала работать в 1990 году.
Стандарт предназначался специально
для цифрового телевидения, то есть
для передачи телевизионных изобра-
жений высокого качества, и был при-
нят уже в 1994-м. Сегодня это самый
распространенный и самый многофунк-
циональный из всех стандартов MPEG.
Как осуществляется
сжатие в MPEG-2
Сначала в каждом кадре последова-
тельно выбираются элементы изобра-
жения размером 16x16 пикселей -
это так называемые макроблоки.
В MPEG принято кодирование YUV,
поэтому каждый макроблок представ-
лен в виде набора блоков 8x8 пиксе-
лей - каждый блок несет информацию
или о яркости, или о цвете. Например,
в формате цветности 4:2:2 потребует-
ся четыре блока 8 х 8 с информацией
о яркости и по два блока 8 х 8 с ин-
формацией о каждой цветоразност-
ной компоненте, всего восемь блоков.
Каждый элемент в блоке яркости или
цвета представляет гобой значение
отсчета. В дальнейшем MPEG-2 рабо-
тает уже с макроблоками.
В MPEG-2 выделено три типа кад-
ров. i-кадры (Intra) - опорные кадры,
кодирование каждого макроблока в
которых осуществляется без ссылок
на макроблоки в предыдущих или
последующих кадрах. По сути, 1-кад-
ры закодированы как неподвижные
изображения.
Типы предсказания смещения
изображения в кадрах
Предсказание вперед без компенсацил
движения
предыдущим кедр
текущим кадр
последующий кадр
ОКТЯБРЬ 2003Я popular mxchasicsM популярная механика
59
технологии
ненулевые
значения
нулевые
значения
матрица отсчетов матрица частот
(амплитуд)
низкие
част
Дискретно-косинусное преобразование
высокие
стоты
КАК ПОЛУЧИЛИ
ЗАГАДОЧНОЕ ЧИСЛО
13,5 МГц?
Были заданы следующие жесткие
условия.
1. При дискретизации значения ана-
логового сигнала должны выбирать-
ся с частотой, по крайней мере в два
раза большей верхней граничной
частоты видеоспектра. Для изобра-
жения высокого качества это 6 МГц,
а значит, частота дискретизации -
не менее 12 МГц.
2. Так как цифровое кодирование
предназначено прежде всего для те-
левидения, частота дискретизации
должна быть кратна частотам строч-
ной развертки двух мировых стан-
дартов телевизионного разложения
625/50 (15 625 Гц) и 525/60
(15734,26573 Гц). Минимальное
кратное этим частотам - 2,25 МГц.
3. Частота не должна быть слишком
большой, чтобы не увеличивать
скорость цифрового потока.
Этим условиям (можно проверить!)
соответствует только 13,5 МГц.
Р-кадры (Predicted) - кадры, мак-
роблоки в которых закодированы от-
носительно предшествующих I- или
Р-кадров (хотя не все макроблоки мо-
гут быть так закодированы, об этом
ниже). Изображение в кадре предска-
зывается с использованием информа-
ции предыдущего кадра - так называ-
емое предсказание "вперед". Поэто-
му Р-кадры частично содержат только
ссылки на макроблоки в предыдущих
кадрах, и, таким образом, сжаты они
сильнее, чем 1-кадры.
В-кадры (Bidirectionally Predicted) -
кадры, макроблоки в которых закоди-
рованы относительно или предыду-
щих, или последующих, или и тех, и
тех I- или Р-кадров. Здесь реализовано
двунаправленное предсказание ("впе-
ред" и "назад"): изображение в кад-
ре предсказывается с использованием
информации из предыдущего и из
следующего кадра. То есть считывание
кадров декодером должно происхо-
дить быстрее их восстановления.
Если оказывается, что макроблок
в Р-кадре или В-кадре невозможно за-
кодировать со ссылкой на другие кад-
ры (например, в случае, если в кадре
появился новый объект), то макроблок
кодируется как макроблок в 1-кадре.
Кадры объединены в последова-
тельности (Group Of Pictures, GOP), и
предсказание всегда осуществляется
только в пределах одной группы. По-
нятно, что при таком условии каждая
группа должна начинаться с 1-кадра,
несущего наиболее полную информа-
цию об изображении, ведь l-кадр яв-
ляется точкой отсчета, относительно
которой кодируются остальные кадры.
Было бы замечательно, если бы 1-кад-
ры всякий раз приходились на начало
сюжета, но, к сожалению, все сюжеты
имеют разную длительность.
В MPEG-2 определены стандартные
типы последовательностей - напри-
мер, IPBBPBBPBBPBBPBB. Если сюжет
почти не меняется от кадра к кадру, то
можно кодировать с большим количе-
60
ПОПУЛЯРНАЯ
К ХАН И КаЯ POPULAR MlCHAKiCSl ОКТЯБРЬ 2003
технологии
Профили и уровни
simple
main
- ’ I и P
1Л1 4:2:0
И профиль тип кадров
Щ] формат
кодирования
MPEG
SNR scalable spatial scalable high multiview professional
LPhB 1.Ри В |,Р и в I.P и В ГРи в
4:2:0 [Ш 4:2:0 4:2:0 и 4:2 J и 4:2:0 ш 4:2:2
Высокий (HL) дпя ТВЧ
1920x1152
60 кадров/с
80 Мвит/с(Ю0 Мбитгс
для 422P)
Высокий 1440 (H-1440L)
ДЛЯ ТВЧ
1440x1152
66 кадров/с
80 Мб ит
Главный (ML)
720x576
30 кадров/с
15 Ы&Мс (2D
для 422Р)
Ниэкин (LL)
352x288
30 кадрьв/с
4 Мбмт/с
ПРОФИЛИ И УРОВНИ MPEG-2
Каждый следующий профиль всегда содержит все операции по сжатию данных предыдущего профиля. В профиле "про-
стой" используется предсказание "вперед" с компенсацией движения и ДКП. Профиль "главный" содержит дополни-
тельно двунаправленное предсказание. Профиль "масштабируемый" по отношению "сигнал/шум" позволяет разделять
данные на два потока - с основной и с дополнительной информацией, что является удобным при использовании каналов
связи с разной пропускной способностью. Дополнительный поток улучшает качество изображения, если декодируется вме-
сте с основным, но передается, только если позволяет канал связи.
Профиль "пространственно-масштабируемый" используется для ТВЧ, данные в нем разделены уже на три потока. Первый
содержит данные для стандартного разложения, второй - дополнительную информацию для ТВЧ. Это позволяет получать
или сигнал для обычного телевидения - декодированием первого потока, или сигнал для ТВЧ - декодированием обоих по-
токов. Третий поток улучшает качество. Профиль "стерео" предназначен для кодирования стереоскопического кино.
ством В-кадров, а если требуется очень
высокое качество - наоборот, исполь-
зовать группы, состоящие только из
одного 1-кадра. В принципе, можно
оптимизировать выбор типа кадра -
например, при появляющихся больших
ошибках предсказания в В-кадрах до-
бавлять 1-кадры в последовательность.
Сразу скажем, слово "предсказа-
ние" несколько путает - это термин,
хотя и устоявшийся, но не очень вер-
ный. Мы ничего не предсказываем,
мы абсолютно точно определяем, что
должно быть в кадре. Для этого вы-
числяется ошибка предсказания -
разница между изображением, взя-
тым из другого кадра, и изображени-
ем в текущем кадре, и эта разница ис-
пользуется при декодировании.
Под компенсацией движения по-
нимается учет смещения изображе-
ния относительно предыдущих или
последующих кадров. Компенсация
движения в Р- и В-кадрах реализует-
ся следующим образом: для каждого
найденного в предыдущем/следую-
щем кадре макроблока вычисляется
вектор движения, то есть определя-
ется, каково относительное смеще-
ние соответствующего макроблока.
Таким образом, при предсказании
с компенсацией движения декодеру
передаются не только ошибки пред-
сказания, но и векторы движения.
Теперь мы подходим к внутрикад-
ровому кодированию. Нам нужно
сжать информацию в макроблоках,
которые ни на что не ссылаются.
Это делается с помощью дискретно-
косинусного преобразования (ДКП),
в основе которого лежит преобра-
зование Фурье. ДКП отнюдь не пре-
рогатива MPEG, оно применяется
при внутрикадровом кодировании
очень во многих форматах сжатия -
в том числе, для сжатия статических
изображений (всем известный JPEG,
разработанный для цифровой фото-
графии группой Joint Photographic
Experts Group).
Все основано на том, что человек
хорошо различает форму объекта да-
же при нечетких границах. Поэтому,
если сделать контуры менее резкими,
зритель ничего не заметит, а вот объ-
ем передаваемой информации карди-
нально уменьшится. В оцифрованном
сигнале каждый элемент в блоке есть
значение отсчета, а каждый блок -
соответственно, матрица значений
отсчетов. Применение к матрице от-
счетов ДКП позволяет выделить ин-
формацию о резких переходах и ее
отбросить. То немногое, что остается,
кодируется по специальному опти-
мизирующему алгоритму, в котором
используются известные в технике
кодирования приемы (и, в том числе,
есть способы исправления ошибок
при передаче данных).
Небезынтересно будет узнать, что
практически все фильтры в графичес-
ких редакторах построены на опера-
циях над матрицей отсчетов. Приме-
ните в Photoshop фильтр, размываю-
ОКТЯБРЬ ЗООЗИ POPULAR MEG HANTLlSe ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА
РАЗДЕЛЬНОЕ КОДИРОВАНИЕ
Высокое качество сигнала требуется далеко не всегда, не говоря уже о том, что кодировать все с максимальным качеством
просто-напросто невыгодно. Поэтому в стандарте цифрового кодирования предусмотрена иерархия частот дискретизации
сигналов У, U и V с коэффициентами 1, 2, 4 и 8. Частота дискретизации 13,5 МГц соответствует коэффициенту 4, а частота
3,375 МГц - коэффициенту 1. Указывать соотношение частот дискретизации компонент при кодировании RGB, в общем-то,
не имеет смысла, но иногда встречается запись вида 4:4:4 RGB - это означает, что частота дискретизации каждой из трех
компонент, R, G и В, равна 13,5 МГц.
щий границы, - увидите ДКП в дейст-
вий. И, кстати, сможете убедиться, что
изображение даже с немного размы-
тыми контурами сжимается JPEG го-
раздо эффективнее.
Для сжатия движущихся изобра-
жений требуются огромные вычисли-
тельные мощности, так что для ком-
прессии в реальном времени обычно
используются специальные платы и
процессоры, то есть сжатие реализу-
ется на аппаратном уровне.
| Профили и уровни
Создатели MPEG-2 постарались мак-
симально расширить область приме-
нения стандарта, и это было сделано
при помощи системы профилей и
уровней. Уровень определяет пара-
метры цифрового сигнала: число от-
счетов в строке, число кадров в секун-
ду, размер потока и т. п. В профиле
задаются параметры кодирования: ти-
пы кадров, формат цветности, набор
используемых операций по сжатию
данных, то есть определяется качество
кодирования. Таким образом, стан-
дарт дает пользователю возможность
самому выбрать сжатие, подходящее
для решения конкретной задачи - на-
пример, домашнее или профессио-
нальное видео.
Идея профилей и уровней оказа-
лась настолько плодотворной, что
добавлением уровней удалось даже
расширить стандарт для кодирования
сигналов телевидения высокой четко-
сти (ТВЧ). А ведь первоначально для
ТВЧ разрабатывался MPEG-3, который
был благополучно забыт, как только
в MPEG-2 были введены соответству-
ющие возможности.
Форматы видеозаписи
В стандарте MPEG нигде не определено,
каким образом осуществляется непо-
средственно кодирование, он описы-
вает только, как должен выглядеть ре-
зультирующий поток данных, посколь-
ку именно это важно для декодеров.
Кодирование может осуществ-
ляться как аппаратно, так и про-
граммно, и каждая фирма создает
свои собственные алгоритмы (прин-
ципиально важен, например, алго-
ритм поиска смещенных макробло-
ков). При этом разработчики выби-
рают нужный профиль, уровень,
необходимые операции по сжатию
данных и, что очень важно при аппа-
ратном кодировании, базу, на кото-
рой реализуется алгортим (специаль-
ная плата, процессор и т. п.). Напри-
мер, фирма Sony создала уже два
формата видеозаписи на основе
MPEG-2 - это 8etacam SX и MPEG
IMX. Оба они используют один и тот
же профиль 422Р, но для них уста-
новлены разные размеры потоков
данных и при кодировании использу-
ются разные аппаратные средства, пм
Анастасия Близнецова
МУРАД И БАЙТА*
62
ПОПУЛЯРНАЯ ^ХХАИИКлИ POPULAR MtCHANICsB ОКТЯБРЬ 2003
п
ПОДПИСАТЬСЯ ЧЕРЕЗ РЕДАКЦИЮ ОЧЕНЬ ПРОСТО
КОСМИЧЕСКИЕ
КРЕЙСЕРЫ
БЫСТРО,
НО НИЗКО
Kc?.’W' чин
мСп: «о
ПОДАРКИ ПОДПИСЧИКАМ
За время своего существования, зашкалившее уже за 100 лет,
наш журнал стал одним из самых популярных в мире изданием для
мужчин. Он выходит в США, ЮАР, Испании, а с ноября прошлого
года и в России. “ПМ” всегда оправдывала свой девиз -
“Журнал о том, как устроен мир”, и потому круг наших читателей
постоянно растет. Подписавшись и став одним из них, вы будете
регулярно получать издание, которое прочтете от корки до корки,
узнаете о процессах, происходящих в космосе и микромире, как
работают автомобили, электронные устройства, об историческом
и современном оружии и многом другом. Первые 20 новых
подписчиков получат замечательную футболку с логотипом журнала.
Просто подпишитесь на наш журнал!
Я ХОЧУ ПОДПИСАТЬСЯ НА ЖУРНАЛ ‘ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА
□ Я подписываюсь на 6 номеров и плачу 10 у.е.
□ Я подписываюсь на 12 номеров и плачу 19г99 у.е.
ф»
УРАНОВЫЙ ЛОМ
Лучшие
ПрОТгЛ
м<
Я хочу получать журнал:
□ в почтовый ящик* □ ценной
бандеролью
Область
ФИО______
Индекс_______________Область Город
Улица______________________________Дом______Корпус ______Кв.______Телефон
Дата рождения________/ /19____E-mail
♦ СРОК КУПОНА ИСТЕКАЕТ 30 НОЯБРЯ 2003 ГОДА . ЦЕНЫ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫ ТОЛЬКО ПО РОССИИ
’ ПОДПИСКА ОПЛАЧИВАЕТСЯ В РУБЛЯХ ПО КУРСУ ЦБ РФ НА ДЕНЬ ОПЛАТЫ <1 У.Е. = $1)
V ОТДЕЛ ПОДПИСКИ НЕ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ПРОПАЖУ ЖУРНАЛОВ ИЗ ПОЧТОВОГО ЯЩИКА. В ЭТОМ СЛУЧАЕ ДОСЫЛКА НЕ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ [
е:
ООО "Фэшн Пресс”_______
получатель платежа
р/с 40702810901001001802
МОИОЦИКЛ
Заполните купон Перечислите деньги на наш
расчетный счет через Сбербанк по приведенной
квитанции или используйте ее как образец для
заполнения бланка почтового перевода От-
правьте копию квитанции об оплате и кулон по
адресу 125212. Россия. Москва, a/я N? 3. отдел под-
писки на журнал "ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА*4
или по факсу (095) 913-2941 Если мы получаем
вашу заявку до 10-го числа текущего месяца,
подписка начинается со следующего месяца
Вас интересует оплата кредитной картой, междуна-
родная подписка или доставка в офис по Москве
или Санкт-Петербургу? Просто позвоните или от-
правьте e-mail: podplskatfimedfa.ru
Кассир
С вопросами по подписке
обращайтесь по телефону: (095)
232-9251 {с 10:00 до 13:00
по московскому времени);
факс: (095) 913-2941
►ВНИМАНИЕ! ОФОРМЛЯЙТЕ ПОДПИСКУ ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ ОТДЕЛ
ПОДПИСКИ "ПОПУЛЯРНОЙ МЕХАНИКИ" • ОТДЕЛ подписки
НЕ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ, ЕСЛИ ПОДПИСКА ОФОРМЛЕНА
ЧЕРЕЗ ДРУГИЕ ФИРМЫ. ПРИ ОТМЕНЕ ЗАКАЗЧИКОМ ПРОИЗ-
ВЕДЕННОЙ ПОДПИСКИ ДЕНЬГИ НЕ ВОЗВРАЩАЮТСЯ
ТАКЖЕ МОЖНО ОФОРМИТЬ ПОДПИСКУ
• ПО КАТАЛОГУ "ПРЕССА. РОССИИ" ПОДПИСНОЙ ИН-
ДЕКС НА ПОЛУГОДИЕ - 40535, ТЕКУЩИЙ - 84997
• ПО КАТАЛОГ/ ‘МАП'1. ИНДЕКС- 99580
• ПО КАТАЛОГ/ "РОСПЕЧАТИ". ИНДЕКС - 81596
• ПО КАТАЛОГ/ "УКРПОЧТА*. ИНДЕКС - 40535
КВИТАНЦИЯ
кассир
Расчетный снат
в "ИНГ Банк (Евразия)" г Москвы, БИК 044525222
наименование банка
„ ( к/с 30101810500000000222
Корреепсндачгсхий снег №_____________________—„-------
Идентификационный М»____
ИНН 7743002018
фамилия, и., о., адзесгша1бЛ1>2+1ка
Вид нлагожа Лага Сумма
Подписка на журнал "ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА”
на____номеров
Плетельщик
ООО "Фэшн Пресс
Расчетный снеl
поп/-«тель платежа
р/С 40702810901001001802
в "ИНГ Банк (Евразия)" г. Москвы, БИК 044525222
наименование банка
^по„. ** 30101810500000000222
Идвнтификационт-ыл Nh
ИНН 7743002018
фамилия, и., о . г<драс гцчатольщикз
Вид платежа Дата Сумма
Подписка на журнал “ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА”
на____номеров
Плательщик
обложка
Bombardier демонстрирует свой взгляд на будущее персональных
транспортных средств
обложка
Компания Bombardier известна в основ-
ном как изготовитель снаряжения для
активного отдыха. Последний писк -
представленный здесь прототип моно-
цикла EMBRIO, который фирма пози-
ционирует как "средство индивидуаль-
ного передвижения в развлекательных
целях". По своим параметрам оно как
Каким будет положение пассажира,
остается неясным, ведь потрогать уст-
ройство нельзя - это не работающий
прототип, а просто концепт средства
передвижения, которое может появить-
ся лишь в 2025 году. На наш прямой
вопрос, сколько лет займет разработка,
Дэни ответил, что лет десять интенсив-
ных разработок - и, наверное, можно i
было бы построить работающий прото-
тип. А пока вместе помечтаем о поезд- ;
ке на совершенно футуристическом
аппарате. В следующий раз мы расска-
жем о том, как устроена реальная ма- i
шина под названием "Segway". ПМ ;
Евгений Богорад :
МОНОЦИКЛ
мотоцикл с объемом двигателя 1000
куб. см, но не засоряет окружающую
среду (источником питания служит во-
дородный элемент). В отличие от на-
шумевшего устройства под названием
Segway, которое снабжено двумя коле-
сами, у моноцикла, как следует из на-
I звания, все-
I го одно ко-
лесо. Почему он не падает? Тут есть две
хитрости. Во-первых, аппарат снабжен
системой гироскопов и, в принципе,
способен сохранять равновесие даже
без седока, просто балансируя на мес-
те. Но на это расходуется энергия, по-
этому в любой момент, когда скорость
устройства составляет менее 20 км/ч, у
него спереди, как у реактивного само-
лета, "вырастает" двухколесное шасси.
Так что в "состоянии покоя" устройство
представляет собой трехколесную кон-
струкцию. Зато, разогнавшись, это чудо
сможет развить скорость 250-300 км/ч.
Мы побеседовали с вице-президен-
том по дизайну и инновациям компа-
нии Bombardier Дэни Лапойнтом. Он
рассказал, что история этого моноцикла
начинается в 1986 году, когда на выстав-
ке "World Expo", проходившей в Ван-
кувере (Канада), его компания пред-
ставила концепт-кар ERA. Это был ско-
рее автомобиль, хотя и одноколесный.
Его так никогда и не сделали, но раз-
работки, положенные в его основу, по-
служили развитию проекта EMBRIO.
Нас очень интересовал вопрос, как
будет тормозить EMBRIO. Дэни отве-
тил, что принцип торможения очень
сходен с системой ABS: колесо замед-
ляется до потери контакта с дорогой.
ОКТЯБРЬ 2003 POPULAR МХСВА?<1СВ1ПОПУЛЯРНАЙ мхханина
то, что надо!
Новинки техники - от простых до невероятно сложных, для дома
и активного отдыха
1. Ходячий верстак
Компания Black & Decker выпустила
складной верстак Workmate 375
($60). Его удобно хранить в сложен-
ном виде, и при этом он легко рас-
кладывается при нажатии на подпру-
жиненный рычаг. Верстак имеет два
колеса, позволяющие легко передви-
гать его к месту работы, а пара вра-
щающихся ручек раздвигают щечки
зажима на ширину примерно 15 см.
При этом, раздвинув шарнирное
приспособление, можно зажать и бо-
лее широкие предметы (до 30 см).
2. Фотоальбом на “цифре”
Если, имея цифровую камеру, вы
не хотите платить почти $600 за
программу обработки фотографий
Adobe Photoshop, присмотритесь к
новому продукту фирмы - Photoshop
Album ($49,99). Программа импорти-
рует, обрабатывает и редактирует
снимки: она найдет их на жестком
диске или внешних устройствах па-
мяти и расставит по датам. Програм-
ма поможет одним кликом скопиро-
вать фото на DVD или CD, создать
слайд-шоу, открытки и альбомы.
3. Нежная жесткость
Популярные у домашних мастеров
плоскогубцы Vise-Grip стали еще
удобнее, получив мягкую оплетку
рукояток, которая не позволяет
испачканной машинным маслом ру-
ке соскользнуть. Упругий материал
оплетки подавляет вибрацию, когда
приходится работать в опасных усло-
виях: например, держать плоскогуб-
цами зубило, по которому бьешь
тяжелым молотком. Набор из двух
плоскогубцев стоит в американских
хозяйственных магазинах около $17.
66
популярная ИКХАНИКаВ РОРПЬАЯ MECHASJC^l ОКТЯБРЬ 2003
4. Все в одном
Настольная система Gateway ($1499)
подается разработчиками как сту-
денческий компьютер. Она обладает
встроенным телевизионным тюне-
ром, DVD/CD-проигрывателем и 15-
дюймовым плоским ЖК-монитором.
Компьютер базируется на процессо-
5. Музыка гонки
Спортивный автомобиль - это не
только скорость, но и звук, который
может не устраивать владельца. На
этот случай фирма DNX предлагает
прямоточный глушитель ($115), кото-
рый и увеличит мощность двигателя
на больше чем 5%, и даст машине
6. Битва бит
Казалось бы, что можно усовершен-
ствовать в бейсбольной бите? Одна-
ко спортивные компании стараются
сделать и этот простой снаряд техно-
логичнее. Фирма Nike выпустила на
рынок, биту МХ5 ($250), сформован-
ную из алюминиевого сплава на 500-
ре Pentium 4 с частотой 2,6 ГГц и
ясный агрессивный "голос". Глуши-
тонном прессе (другие производите-
функцией Hyper-Threading Technology,
позволяющей одновременно редак-
тировать видеофильмы, смотреть те-
левизор и слушать диски.
тель выполнен из стеклопластика,
"обернутого" вокруг перфорирован-
ной трубы. Корпус сделан из нержа-
веющей стали.
ли отливают свои биты). В результате
металлическое "зерно" оказалось
тщательно отцентрованным, а стенки
биты тоньше и прочнее.
ОКТЯБРЬ 20Q3BPOPVLAK mechanics® популярная механика
67
то, что надо!
Маленький силач
ВХ1500 компании Kubota отличается
от обычных садовых тракторов уже
тем, что снабжен двухцилиндровым
15-сильным дизельным двигателем
с водяным охлаждением. Оборудова-
ние может навешиваться как спереди,
так и сзади и сбоку. К нему легко при-
соединяются и косилка, и культиватор,
и погрузочное устройство, и многие
другие механизмы. При этом у этого
небольшого трактора ($9500) все ко-
леса ведущие, гидростатическая
трансмиссия и гидроусиление руля.
Прислушаться
к нюансам .
Звуковую систему для домашних ки-
нотеатров TSS-75O ($600) выводит на
российский рынок в октябре компа-
ния Infinity Systems. 5,1-канальная
система выполнена по разработанной
в компании технологии Metal Matrix
Diaphragm™ (MMD™) и включает в
себя две низкочастотные колонки
(90 мм), колонку для верхних звуко-
вых частот (19 мм), колонку централь-
ного канала (с двумя 90-миллиметро-
выми вуферами и 19-миллиметровым
твитером), а также сабвуфер (250 мм)
со встроенным 150-ваттным усилите-
лем. Все колонки выполнены из фор-
мованного анодированного алюминия,
придающего системе элегантность
и улучшающего звуковые качества.
Как нож в масло
На крючке
Спасательные крюки ($25), выпущенные Benchmade Knife Со., легко крепятся
к поясам безопасности, веревкам или одежде и при этом сконструированы так,
что не могут нечаянно повредить своей острой частью окружающие предметы
или пальцы. Крюки, снабженные ключом для открывания вентилей кислородных
баллонов и открывалкой для бутылок, могут оказаться полезными для спасате-
лей, скалолазов или ныряльщиков.
“Открывалка ”
для пикапа
Открывать и закрывать кузов пикапа
можно теперь, нажав одну кнопку
на приборной доске. Мощный (до
100 кг) универсальный подъемник
(цена в США - от $499) компании
Electric-Life поднимет крышку кузова
любой тяжести и разработан с тем,
чтобы можно было установить его
самостоятельно, используя имею-
щиеся в гараже инструменты.
68
18-вольтная циркулярная пила DeWalt (цена
в США - $390) режет двухдюймовую
стальную трубу на 50% быстрее, чем пе-
реносная пила с проводом. Полотно пилы
обеспечивает глубину пропила глубже двух
дюймов, а сам инструмент имеет осно-
вание из нержавеющей стали, метал-
лические щитки сверху и снизу
и защищенное от летящих
опилок окошко, позволяющее
контролировать ход работ. Пила по-
ставляется в комплекте с двумя батареями.
.ПОПУЛЯРНАЯ МКЯЛНЯМАИРСРПЬАЯ ИКСЫ ASICS ОКТЯ ВР Е> 2003
то, что надо!
А ну-ка отпили!
Время ценно всегда, а свободное время особенно.
Ножовочная электропила компании Milwaukee Electric
Tool ($150) помогает беречь свободное время: у нее
семь скоростей работы - от 500 до 7000 движений по-
лотна в минуту. Зажим полотна открывается настолько лег-
ко, что смена режущего инструмента занимает секунды. При
этом основа пилы позволяет резать заготовку под углом от 0 до
45°, а пятиметровый шнур - дотянуться до самых труднодоступных частей.
Горячая идея
Пора задуматься о долгих зимних ве-
черах, которые лучше всего коротать
у живого огня. Компания Lennox's
Advantage Optima предлагает для
этого свою брикетную печь. В ее бун-
кер помещается около 35 кг топли-
ва, а поддон для золы настолько ве-
лик, что чистить его придется не
больше двух-трех раз за отопитель-
ный сезон. Печка выпускается двух
размеров и стоит в розничной сети
в США от $2042 до $2514.
Поколение Next
Профессиональная цифровая зер-
кальная фотокамера нового поколе-
ния Nikon D2H позволяет при пол-
ном контроле качества изображения
снимать динамичные сюжеты дли-
ной до 40 кад-
ров со ско-
ростью
восемь
кадров
в се-
кунду
в фор-
мате JPEG
или ДО 25 кад-
ров в формате
RAW. Ско-
рость съемки
обеспечивает-
ся очень ко-
роткой задержкой срабатывания за-
твора - 37 мс. Камера имеет разре-
шение в 4,1 млн эффективных пик-
селей, а матрица LBCAST снижает
энергопотребление и улучшает каче-
ство съемки.
“Холодная” для инструмента
Если вы устали смотреть на ободранный старый холодильник, выставленный
на балкон или в гараж, при помощи набора Cool Tool (цена в США - $89,95)
компании Red Ball Product Development вы можете превратить его в стильное
хранилище инструментов. В набор входят краски и ручки, панели для изготов-
ления ящиков. По опыту, весь процесс переоборудования плоского холодиль-
ника или морозильника занимает около трех часов.
ом форт
Ленинградское ш., 106. т.457-6390
Ленинский пр-т, 52. т. 137-3040
Земляной вал, 8. т.917-8280
Волгоградский пр-т, 12. т.276-1100
Волгоградский пр-т, 37. т.772-3952
Дмитровское ш., 110. г.772-8007
Каширское ш., 7. т.111-5136
Алтуфьевское ш., 56. т.902-5044
Пр-т Вернадского, 59а. т.431-6910
www.autocomfort.ru
Шиле]™ кртлататисм к comfydiudtaaty
Официальный импортер
Торговый дом Тема"
т. (095) 775'7545
“ opt@gema.ru
’Тема-Питер"
т. (812)324-0135
ф. (312) 390-6422
avb@gema-peter.ru wwW.genTa.ru
то, что надо!
Осенний марафон
Осень не помеха для водных развле-
чений, особенно если предаваться
им на теплых морях.' Тем более, ког-
да представляется возможность пус-
титься в странствие на необычном
транспортном средстве, прозванном,
по аналогии с тракторами Caterpillar,
Waterpillar. Два движимых педалями
огромных колеса понесут как по со-
леной или пресной воде, так и по
песчаному берегу. Выпускается этот
водный аттракцион (от $1995) в од-
номестном, двухместном или дет-
ском вариантах.
Серьезная игрушка
Прикрепленный к квадроциклу,
разработанный компанией Norwood
Industries подъемник Multimate L-1500
($1500 в США) превратит машину
для забавы в рабочую лошадку.
Подъемная сила обеспечивает-
ся аккумуляторами самого ква-
дроцикла, а к устройству мож-
но подсоединять и другие
механизмы, вроде экскава-
торного ковша ($4300) или
самосвального кузова ($339).
(арные
перчатки
Внимание профессиональных мото-
гонщиков и рокеров-любителей при-
влекут перчатки Driver-X с покрытием
Carbon-X компании Ringers Gloves.
Сделанные из углеродистой ткани,
они не загорятся даже при температу-
ре свыше 2000 градусов, не покоро-
бятся и не порвутся. Эти мягкие пер-
чатки сшиты с учетом анатомического
строения кисти руки и очень удобны.
Их цена с одним слоем Carbon-X со-
i ставляет $89,90, а с двумя - $109,99.
Пила на колесах
Компания Ridge Tool назвала свое
изобретение универсальным мобиль-
ным стендом для угловой пилы (цена
в США - $200). Сделанный из стали,
он выдерживает груз около 80 кг. Так
что. установив на нем пилу, его мож-
но сложить для хранения, а потом
легко разложить при помощи распо-
рок, управляемых сжатым газом. Все
устройство легко передвигать с мес-
та на место на предусмотренных ре-
зиновых колесах диаметром более
30 см, которые способны даже пре-
одолевать небольшие препятствия.
Упаковка под давлением
Компактно запихнуть в рюкзак объем-
ные вещи, вроде одежды или спально-
го мешка, нелегко. Фирма Granite
Gear предлагает оригинальное реше-
ние. позволяющее уместить больше
предметов в меньший объ-
ем. Рюкзаки Drylite Rock
Solid Compression Sack
сшиты из нервущегося
нейлона и покрыты уре-
таном, а швы закрыты
водоотталкивающей
лентой.
70
ПОПУЛЯРНАЯ ЛВЯХАВИКАН POPULAR МЕСНАВГ1С8И ОКТЯБРЬ 2003
то, что надо!
Только без рук
Для тех, кому надоело все время снимать руку с ком-
пьютерной клавиатуры, чтобы выполнить операцию
мышью, компания Naturalpoint сделала специальное
устройство-отражатель, надев которое на лоб, пользо-
ватель сможет управлять курсором легким движением
головы. "Мышка" Smart-Nav ($195) состоит из прием-
ного блока, который крепится на мониторе, и отража-
ющего мини-диска (в комплекте их сорок).
“Скорострельная”
камера
Фотоаппарат EOS 10D (розничная
цена в США - $1999) - первая циф-
ровая камера фирмы Canon, в кото-
рой применен процессор цифровой
обработки изображения DIGIC. Ско-
рость затвора позволяет довести
число кадров в серии до девяти изо-
Самосвал в хозяйстве
Первый в мире хозяйственный са-
мосвальный автомобиль-амфибию
создала фирма Recreatives Industries.
Шестиколесный электросамосвал
Buffalo ($14 465) длиной около 1,6 м
и шириной примерно 1,5 м приводит-
ся в движение 23-сильным мотором
Kohler Command и берет на борт двух
бражений полного формата при не-
пассажиров и около 300 кг груза. Можно также тащить за собой еще 300 кг,
прерывной съемке со скоростью три
кадра в секунду. Кро-
ме увеличения скоро-
сти, процессор также
позволил улучшить
цветопередачу и сни-
зить уровень шумов.
Корпус из магниевого
сплава стал значи-
тельно прочнее и эр-
гономичнее.
а сменив колеса,
Поговорим о погоде
Светские беседы часто начинаются
с темы погоды. Выпущенный General
Electric прибор, который в компании
назвали Weather Station ($40), помо-
жет сделать разговор о погоде
более содержательным. Если
установить датчик на улице, то
дисплей, повешенный на стену
или установленный на столе
в доме, покажет не только
температуру, но и атмо-
сферное давление,
влажность, время и
дату, фазу Луны и,
главное, прогноз на
ближайшее будущее.
передвигаться по снегу или глубокой грязи.
палиха®
Много ли в вашей жизни
универсальных вещей,
обладающих множеством
полезных функций,
способных упростить быт
и работу, взять на себя
часть обязанностей,
предоставить больше
свободного времени
Телефоны «Палиха»
умеют больше, чем вы
осмеливались от него \
ожидать.
Для людей забывчивых в новом аппарате от «Палихи»
есть такие незаменимые функции, как:
• записная книжка на 4 250 номеров;
• Цифровой автоответчик;
• автоинформатор.
Для ленивых:
• голосовой АОН;
• интеллектуальный автодозвон;
• функция громкой связи,
позволяющая вести разговор
на расстоянии до 6 метров
от телефона;
• дистанционное управление.
И еще множество удобных функций на любой вкус.
www.paliha.ru
ОКТЯБРЬ 2003В POPULAR MXCMANICSB ПОПУЛЯРНАЯ агКХАИИКА
71
НИТКАИГОЛКАМОТОР!
Швейная машина развивалась вместе с модой
В "Детстве" Горького маленький
Алеша Пешков, воспитывавшийся
у деда и редко видевший мать, за-
помнил ее по платью с рядом мел-
ких пуговиц от ворота до края подо-
ла. Такие модные в конце XfX века
платья не могли стать массовыми
без усовершенствования швейных
машин. Пришивание пуговиц вруч-
ную - дело неблагодарное, и мода
МО
заставила инженеров срочно взяться
за создание меха-
низмов для приши-
вания пуговиц с двумя и четырьмя
!: отверстиями и с ушком. Машины
научились даже обвивать нитью
место прикрепа пуговицы с ушком.
Чтобы петли не рвались, была раз-
работана закрепочная машина. А
позже все эти операции стали вы-
полнять на одной машине. Однако,
прежде чем сшитая вручную модная
одежда смогла стать серийной, про-
шло немало времени.
Цепочка или челнок
До последней четверти XIX века вли-
яние швейной машины на моду было
невелико, но с появлением специа-
лизированных механизмов положе-
ние изменилось. После этого трудно
сказать, что на что влияло, изобрете-
ния на моду или требования моды
вызывали создание новых машин.
И все же эта история начинается
гораздо раньше - около 20 тыс. лет
назад, когда человек впервые при-
менил каменную или костяную иглу
для соединения деталей одежды и
обуви. С появлением металла в оби-
ход вошли приспособления с крюч-
ком на конце для вязания и шитья.
Крючки для ручного вязания мало
изменились за столетия, и первая
игла для швейной машины исполь-
зовала принцип вязания крючком.
В 1790 году англичанин Томас Сент
получил патент на машину для ши-
тья обуви с крючковой иглой, рабо-
тающей по принципу вязания цепоч-
кой (рис. 1, 2, 3). Машина распрост-
ранения не получила, поскольку шов
был непрочным и легко распускался.
Вторая попытка - француза Бар-
толоми Тимонье - была основана
также на крючковой игле. В орга-
низованной в 1830 году мастерской
по шитью военного обмундирова-
ния у него работало 80 деревянных
устройств, отбивавших заработок у
парижских портных. Разозлившись,
те разгромили предприятие, и Тимо-
нье умер в нищете.
Переворот в машинном шитье
совершил в 1846 году американец
Элиас Хоу, запатентовавший соеди-
нение в своей машине принципа из-
вестного по ткаческому ремеслу чел-
нока с новой конструкцией иглы.
Хоу долго маялся, как сделать ра-
ботающую иглу, пока однажды но-
чью не увидел кошмар: за ним гна-
лось племя дикарей с копьями в ру-
ках, и когда людоеды почти догнали
его, изобретатель увидел, что блес-
тящие наконечники копий просвер-
лены в виде ушка швейной иглы.
Проснувшись в холодном поту,
Хоу понял, что ужасный сон подска-
зал ему недостающее техническое
решение: нужно было переместить
ушко с верхней части (как у "ручной"
72
дЗОЦУПЯРНАК МЬЯАУСИЗЛИ tfSCH A»lCgJi О К ТЯБ РЬ 2003
швейной иголки) вниз, к острию.
Справедливости ради следует отме-
тить, что настоящим изобретателем
такой иглы для ручного шитья стал
в 1755 году немецкий механик
Чарльз Уайзенталь, а первыми при-
менили ее в 1807 году для швейных
машин американские изобретатели
Уильям и Уолтер Чепмены.
Скорость машины Хоу была по
сегодняшним меркам до смешного
мала - 300 стежков в минуту. Одна-
ко и это производило неизгладимое
впечатление. Изобретатель устроил
соревнование своего детища с пя-
тью портными, славившимися ско-
ростью ручного шитья, и машина
обошла их всех. Ткань в той машине
все еще приходилось перемещать
вручную, но шов был исключитель-
но прочный и ровный.
С тех пор машины челночного и
цепного стежка совершенствовались
параллельно, и связано это было
со спецификой стежка и его воз-
можностями. Цепной стежок обес-
печивает ббльшую производитель-
ность машин и высокую растяжи-
мость строчки, что особенно важно
при сшивании материалов с неплот-
ной структурой (трикотаж, нетканые
материалы и т. п.). Употребление
нити, сматываемой с больших бобин
(вместо шпульки в челноке), способ-
ствует значительно более редким
остановкам на ее дозаправку, а об-
рывность при шитье гораздо мень-
ше. И при этом расход нити при
цепной строчке больше, чем при
челночной, в 1,35 раза.
Челночный стежок плохо распус-
кается и, значит, более надежен.
При достаточно плотной строчке ни-
ти уходит меньше, чем при цепном
стежке. Однако машины челночно-
го стежка менее производительны,
требуют частой замены шпулек, а
само челночное устройство быстрее
изнашивается, ведь на каждый обо-
рот главного вала приходится два
оборота челнока.
Горе от ума
Новинка Элиаса Хоу принесла свое-
му создателю немало мытарств. Со-
здав машину, он следующие девять
лет пытался заинтересовать промыш-
ленников в ее производстве, а по-
том отбивался от имитаторов, ис-
пользовавших его изобретение.
В Америке его разработку никто
не поддержал, и он перебрался в
центр производства текстильного
оборудования Англию. В те годы вся
дамская мода держалась на исполь-
зовании корсетов, и местный фаб-
рикант поручил изобретателю со-
здать машину для шитья этих трудо-
емких и дорогих изделий. Однако,
получив работающий образец уст-
ройства, хозяин отказался налажи-
вать производство, и Хоу отправил-
ся восвояси, заложив для покупки
билета прототип машины и патент.
Каково же было его возмущение,
когда он узнал, что за время его от-
сутствия несколько фирм, присовоку-
пив свои изобретения к его осново-
полагающему принципу петлеобра-
зования, уже несколько лет зараба-
тывали выпуском в Штатах швейных
машин. Нарушителями прав Хоу бы-
ли, например, всемирно известный
Айзек Зингер, подаривший миру ме-
ханизм возвратно-поступательного
движения иглы и первым применив-
ший продажи в рассрочку, и Аллен
Уилсон, разработавший вращающий-
ся челнок с ловителем.
Элиасу Хоу принадлежал только
принцип образования шва. Шов об-
разовывался из двух нитей прямой
иглой с ушком на острие и челно-
ком-лодочкой открытого типа. Игла
прокалывала сшиваемый материал,
проводя под приигольную пластину
верхнюю нить, а поднимаясь, остав-
ляла петлю, через которую слева на-
i право проходил челнок, и проводила
находящуюся в нем шпульку с ниж-
ней нитью. Возвращаясь наверх, игла
своей нитью подтягивала нижнюю.
Двигатель ткани перемещал матери-
ал, формируя стежок. При следую-
щем движении иглы вниз снова фор-
мировалась петля, которую челнок,
двигающийся справа налево, обхо-
дил, возвращаясь в начало цикла.
Заметим, что двигатель ткани и
многие другие узлы (нитеводитель,
ОКТЯБРЬ 20031 FOFULAH MFCHANlC^l АЙ М4ХАИЯХА
привод) были изобретены в фирмах -
нарушителях патентных прав Хоу.
Наиболее важные патенты принад-
лежали фирме Wheeler & Wilson
Mfg. Со.: на четырехтактный рееч-
ный механизм двигателя ткани, ис-
пользуемый по сей день не только
в производстве швейных машин, но
и в других областях техники, а также
на крючок-захватку (ловитель), позд-
нее взятый за основу для разработки
круглого челночного устройства.
Захватка-ловитель в машинах
Уиллера - Уилсона работала иначе,
нежели челнок-лодочка Хоу. Даже
игла в их машине была не прямая,
а дуговая (позже дуговая игла была
Уолтером Хантом задолго до того,
как Хоу запатентовал свою. Выручил
адвокат Хоу, объяснивший всем кон-
курентам, что те собираются заре-
зать курицу, несущую золотые яйца.
Ведь если поставить под сомнение
права Хоу, все они потеряли бы
право на эксклюзивное производст-
во: машины смог бы делать любой,
не платя ни цента за использование
патентов, цены на машины упали бы,
и все 6 от этого потеряли.
Нарушители не просто выплатили
штраф, но решили объединиться в
трест Sewing-Machine Combination,
распределив между собой рынки.
Зингеру достался казавшийся тог-
да малоперспективным сегмент бы-
товых машин, а Хоу - выглядевший
золотой жилой сегмент пошива ко-
рабельных парусов. Как показала ис-
тория, появившийся паровой флот
разрушил благосостояние создателя
челночного стежка. Зато примерно
тогда же началось тесное сотрудни-
чество швейной машины и моды.
На волне успеха совместно с Эду-
ардом Кларком Айзек Зингер учре-
дил в 1854 году в Нью-Йорке това-
Рис. 2. Цепной шов
использована для потайного шва
при подшивке края одежды). А в
процессе петлеобразования исполь-
зовалось одно из первых вращатель-
ных устройств - предтеча круглого
челночного устройства (о нем чуть
позднее).
Турнюр как двигатель
прогресса
Общим для машин компаний - на-
рушителей прав Хоу было образова-
ние стежка. Он подал в суд и выиг-
рал. Однако конкуренты, пытаясь из-
бежать выплаты роялти, разыскали
швейную машину, созданную неким
рищество "И.М. Зингер и Ко". Уни-
кальная по тем временам система
продаж в рассрочку позволила
компании к 1863 году завоевать
мировую известность и лидерство.
А уже в 60-х годах XIX столетия
"Мануфактурная компания "Зингер"
(официальное название с 1863 года)
приступила к завоеванию россий-
ского рынка, основав в 1897 году
акционерное общество "Ману-
фактурная компания "Зингер". Его
руководство быстро поняло, что
ввоз готовых машин из-за рубежа -
слишком расточительное удовольст-
вие. Транспортные расходы приво-
74
> ОКТЯБРЬ 2003
архив
I
дили к удорожанию машин, а пото-
му труднее было их продавать. И
тогда было решено основать в про-
винциальном Подольске, городке с
пятью тысячами жителей, новый за-
вод. С тех пор машинки "Зингер"
стали распространяться в России
еще быстрее.
Все первые швейные машины мог-
ли выполнять только прямой шов,
соединяющий детали одежды. Но
чтобы следовать за требованиями
моды, изобретателям пришлось со-
здать различные съемные лапки, при
помощи которых можно было на
обычной швейной машине делать
разные технологические операции:
собирать ткань в сборки, зашивать
складки, подрубать край, нашивать
сутаж (плетеную ленту) или тесьму...
Лапки дали возможность повысить
качество одежды и производитель-
ность мастерских, где она изготавли-
валась. К 1860-м годам пользовате-
лей уже не удовлетворяла произво-
дительность традиционной машины
с перемещающимся возвратно-по-
Рис. 3. Образование цепного шва
ступательно челноком-лодочкой
: открытого типа. Хотя у остальных
исполнительных узлов - нитеводите-
ля, двигателя ткани, привода - был
достаточный запас для увеличения
скорости, силы трения, возникаю-
щие при движении челночного меха-
низма, были слишком велики.
В 1861 году американец Уиль-
ям Гровер предложил качающееся
челночное устройство с закрытым
челноком, перемещающимся по
дуге параллельно линии шва. Так
как скорость таких машин была вы-
ше (1500 об./мин главного вала),
фабриканты срочно стали модерни-
зировать производство.
С ростом скорости шитья и с при-
i ходом в моду стиля модерн в по-
следней четверти XIX века стали по-
являться целые фабрики по изготов-
лению одежды. Эпоха чрезмерного
украшательства заставила женщин
I одеться в турнюры - пышные сзади
юбки на каркасе. Юбки платьев, со
спрятанными под ними турнюрами,
украшались отделками из кружев,
бархата, цветов и лент, собранных
рюшкой. Возникла острая необходи-
мость в специальных машинах: бе-
лошвейных, для обработки края,
подшивки низа платья, петельных,
пуговичных, закрепочных и т. д. И
снова потребовалась ббльшая про-
изводительность.
Соревнования
в скоростном шитье
К этому времени, как нельзя кстати,
компания Wheeler & Wilson показа-
ла на Всемирной выставке 1873 года
в Вене новую машину, в которой
предложила новый принцип враще-
ния главного вала. Кроме того, в
ней было применено приспособле-
ние, приводимое в движение шес-
терней криволинейного профиля.
Благодаря этому челночный вал вра-
щался неравномерно и механика
образования стежка отличалась от
принципа петлеобразования преж-
них машин. Конструкторы из The
Singer Manufacturing Со. усовершен-
ствовали машину с кольцевым чел-
ноком, применив захватку. А затем
эстафету опять подхватила компа-
----------------------------------1--------------
ВРЬ 2003В POPULAR MStCbАК1СБИ ВОПУЛВРЙЛЯ МЕХАНИКА
75
ния Wheeler & Wilson, заставив коль-
цевую захватку двигаться по замк-
нутой кривой (рис. 4). Вариант этой
машины был этапным в переходе от
прямолинейно перемещающегося
челночного устройства к современ-
ным швейным машинам с вращаю-
щимся челноком.
В машинах с колеблющимся цен-
трально-шпульным челноком-захва^-
том, достигавшим скорости 2200
об /мин, процесс петлеобразования
был организован так. Игла прока-
лывает обрабатываемый материал,
проходит через него и проводит
с собой верхнюю нить, образуя из
нее в зоне действия челнока напуск.
Челнок-захватка носиком проходит
в петлю и, вращаясь, тянет ее с со-
бой, расширяет и обводит вокруг
шпульки с нижней нитью. Когда но-
сик челнока доводит петлю до бо-
лее чем половины шпульки, челнок
останавливается и начинает двигать-
ся в обратном направлении, и при
этом нитепротягиватель поднимает-
ся вверх и подтягивает верхнюю нить.
Рис. 4. Схема работы кольцевого челнока
иОПУЛЯРНЛЯ ЙХХАКИКАИРОРиГАВ ЫЖСВАКХСвВоКТЯВРЬ 2003
архив
обводя вокруг левой половины
шпульки и затягивая стежок. Двига-
тель ткани продвигает обрабатыва-
емый материал назад, тем самым
продолжая формировать стежок.
Изобретение зигзага с механичес-
ким кулачковым программоносите-
лем дало возможность разработчи-
кам новых моделей украшать детали
одежды декоративными элемента-
ми, швами различной конфигура-
ции. А появление текстильных три-
котажных машин, выпускающих по-
любившееся модницам круглое или
прямое трикотажное полотно, за-
ставило создателей швейных машин
призадуматься. Резаный край трико-
тажа легко распускается, и чтобы
справиться с новыми задачами, по-
явились машины, выполняющие од-
новременно несколько операций:
сшивают детали, ровно обрезают
край и сразу же его обрабатывают.
Механизм зигзага вызвал к жизни
серию швейных машин челночного
и цепного стежка для обработки пе-
тель. Появились машины типа овер-
лок со сложным механизмом петлео-
бразования. Вид и качество шва на
таких машинах таково, что моделье-
ры используют его для декоративной
отделки лицевой стороны одежды.
В погоню за модой
XX век подарил миру моды такое
разнообразие швейных машин, что
практически не осталось технологи-
ческих операций, которые они не
смогли бы выполнить. Их скорость
достигает более 5000 об./мин глав-
ного вала, и работают они с одной,
двумя и более нитями. Существуют
машины, выполняющие комбиниро-
ванный стежок (челночный и цеп-
ной) с 24 нитями.
Появление новых тканей потребо-
вало специального оборудования.
Так, например, появившаяся в конце
50-х мода на одежду из болоньи за-
ставила создать специальные маши-
ны беспосадочного шва (болонья -
скользкая ткань, и специальный ме-
ханизм не позволяет слоям ткани
заминаться).
А в 70-х в мир швейных машин
вторглась электроника: японская
фирма "Дженоме" выпустила пер-
вую модель с электронным програм-
моносителем.
Сегодня, когда речь заходит о мо-
де, имеются в виду не баснословно
дорогие модели, изготавливаемые
в одном экземпляре и демонстриру-
ющиеся на подиумах всего мира. На
показах дается общее направление,
а на его основе разрабатываются мо-
дели для широкого потребления. Вот
тут-то вступают в действие швейные
машины различных классов и типов.
Мода - дама капризная, и частая сме- j
на стиля одежды возможна только
потому, что существуют современные
швейные машины. ПМ
Лидия Орлова, сотрудник
Политехнического музея
Deutsche Post 'Q? World Net
мац express logistics finance
Больше возможностей
для отправки тяжелых грузов.
)HL переполит грузы любых весовых категорий с одинаковой легкостью. Являясь лидером в области
«еждуипродной экспресс доставки, jioi истки и фрак га, мы перевозим грузы любого веса в необходимые Вам сроки.
>.иго;ыря более широким возможностям транспортировки и большому оныi у » вопросах таможенного оформления
!ы предлагаем наиболее полный спектр услуг доставки "от двери до двери". Ваши клиенты будут довольны, а
япкуренты останутся позади. 11олучи1 ъ информацию о возможностях DI [1. Вы можете на сайте www.dhl.ru.
УРАНОВЫЕ
БОЕПРИПАСЫ
Быстролетящий лом из твердого и тяжелого металла до сих пор
остается лучшим оружием против танка
оружие
История бронетанковых войск -
это история противостояния брони
и снаряда. Периодически то один,
то другой соперник вырывался впе-
ред, что, как правило, приводило
либо к фактической неуязвимости
танков, либо, наоборот, к значитель-
ным их потерям. В 70-е годы тучи
сгустились над снарядом. Хотя жур-
налисты, под впечатлением значи-
тельных потерь танков от противо-
танковых ракет во время арабо-изра-
ильской войны Судного дня <1973
год), предрекали смерть танка, воен-
ные аналитики понимали, что это
была одна из последних войн, в ко-
торой ключевую роль играли танки
с традиционной броней из монолит-
ной стали. Во всех танкостроитель-
ных державах полным ходом велась
разработка новых броневых конст-
рукций, основанных на многослой-
ной комбинированной броне. СССР,
СНАРЯ
значитель-
но опере-
дивший своих противников в этой
гонке, к тому времени уже десять лет
строил танки Т-64 с комбинирован-
ода, справиться с этими танками
не могла. Работы по увеличению
бронепробиваемости велись по не-
скольким направлениям, одним из
которых был обедненный уран (ОУ).
Бесплатный сыр
Бронепробиваемость снаряда, то
есть толщина брони, которую снаряд
способен пробить, зависит в боль-
шой степени от поперечной нагруз-
ки, которую снаряд может оказать
на броню. А она тем выше, чем, с
одной стороны, выше его масса и,
с другой стороны, чем меньше диа-
метр снаряда. Возникающее проти-
воречие можно решить, повысив
плотность материала сердечника.
Основным кандидатом здесь являет-
ся вольфрам, имеющий плотность
19,3 г/см3, то есть почти в 2,5 раза
больше стали. Однако вольфрам
дорог, редок и весьма трудоемок
в обработке. Обедненный уран, име-
ющий практически такую же плот-
ность (19,03 г/см3), значительно ме-
нее машиноемок и, кроме того,
фактически бесплатен для любого
ЧТО ТАКОЕ ОБЕДНЕННЫЙ УРАН
В природе уран присутствует в виде
урановой руды, которая содержит
изотопы урана в соотношениях
99,28% U-238 и 0,71% U-235. Изотоп
U-238, хотя и является радиоактив-
ным, обладает очень высокой ста-
бильностью (период полураспада -
4,5 млрд лет), а распад его протекает
таким образом, что не в состоянии
обеспечить цепную реакцию. Для
нужд атомной энергетики и в военных
целях требуется изотоп U-235, так как
именно он обладает склонностью
к цепной реакции. Для получения не-
обходимых концентраций этого изото-
па уран проходит процесс обогаще-
ния, в результате чего доля U-235
вырастает до 3% для нужд мирного
атома или до 90% для нужд военно-
го. Отходами же процесса обогаще-
ния урана и является обедненный
уран, который содержит уже 99,8% U-
238. Именно эти отходы и используют-
ся оружейной промышленностью для
производства боеприпасов.
есть имеет склонность воспламенять-
ся на воздухе, особенно в порошко-
образной форме, при нагревании.
Это, разумеется, создает значитель-
ные проблемы при производстве из-
ной броней (правда, они не предназ-
государства, имеющего ядерную
делий из него.
начались для экспорта и в войне
1973 года не участвовали). 105-мил-
программу. Правда, он немного ра-
диоактивен, весьма токсичен (всего
Заменитель вольфрама
лиметровая пушка, стоявшая на
в пять раз менее ядовит, чем ртуть),
По мнению ряда исследователей,
большинстве танков НАТО того пери-
да к тому же еще и пирофорен, то
впервые попытались применить уран
©
в кинетических боеприпасах еще в
фашистской Германии в конце вой-
ны, чтобы компенсировать "вольфра-
мовый голод", от которого страдал
Рейх. Разумеется, эти попытки не от-
личались каким-либо системным
подходом. После поражения Герма-
нии документация попала в руки
стран-победителей и наверняка была
внимательно изучена.
В новое время первые (известные)
попытки по использованию ОУ в ки-
нетических боеприпасах были пред-
приняты США в начале 60-х годов
для танковых боеприпасов калибра
105 и 120 мм. Работы были свернуты,
поскольку на испытаниях не было об-
наружено преимуществ урановых пе-
ред новыми образцами вольфрамо-
вых боеприпасов. Кроме того, техно-
логия производства изделий из ОУ
не была отработана, что вело к зна-
чительным разбросам в составе спла-
ва. Прорыв произошел в 1973 году,
когда был разработан сплав урана с
0,75%-ным содержанием по массе
титана (обозначаемый U-0.75Ti), тех-
нология производства которого была
ми пушками малого калибра, вполне
убедительно продемонстрировали
преимущества урана перед вольфра-
мом в бронепробиваемости и забро-
невом действии на цель, хотя объяс-
нение этому было дано значительно
позже. В результате США сделали
стратегический выбор в пользу обед-
ненного урана и не отступают от
него уже 30 лет. Уран используется
американцами в бронебойных под-
калиберных снарядах 105- и 120-
миллиметровых орудий танков "Аб-
рамс", 25-миллиметровой пушки
БМП "Брэдли" и 30-миллиметровой
пушки штурмовика А-10.
Урановый клуб
Штатам изрядно досталось в послед-
нее время за "ядерные" боеприпасы
от различных экологических органи-
заций, ангажированных журналистов
и взбудораженного общественного
мнения. При этом забывают, что не
только США, но и большинство тан-
костроительных держав обратились
к "урановому решению" кризиса
бронебойных снарядов 70-х годов и
сов из обедненного урана и приняти-
ем на вооружение урановых подка-
либерных снарядов. Такие снаряды,
кроме США, были приняты на воору-
жение Великобританией, Францией,
по некоторым данным, Израилем и,
разумеется, СССР. Советский Союз,
который также начал работы над
урановыми боеприпасами не позд-
нее 70-х годов, столкнулся с кризи-
сом бронепробиваемости только в
80-е годы, когда страны НАТО’нако-
нец полным ходом запустили перево-
оружение своих войск танками, ис-
пользующими новые достижения в
области бронирования. В эти годы и
были приняты на вооружение совет-
ские урановые снаряды. При этом по-
лучилось, что и новый американский
танк с улучшенным бронированием
М1А1 "Абрамс", и призванный про
бивать его броню советский урано-
вый снаряд 3BM32 поступили в вой
ска в одно и то же время, сохранив
на время паритет брони и снаряда.
Главным же отличием США от
других танкостроительных стран яв-
ляется то, что США вообще не име-
очень быстро доведена до совершен-
ства. Новые баллистические испыта-
ния, в особенности с автоматически-
все соответствующие национальные
программы завершились освоением
технологии производства боеприпа-
ют сейчас Других подкалиберных сна-
рядов, кроме урановых, и в то время
как остальные страны используют в
Бронебойный 30-миллиметровый снаряд PGU-14/B. 300-граммовый сердечник снаряда
сделан из титаноуранового сплава. Основное оружие для американских штурмовиков
А-10. Очереди их 30-миллиметровых пушек прошивали устаревшие иракские танки
насквозь
Американский бронебойный подкалиберный сна
ряд М829А1. Этот снаряд появился в войсках неза-
долго до начала ''Бури в пустыне”. В Ираке для него,
призванного бороться с современными советскими
танками T-B0V, не было серьезного противника.
За свою способность без труда уничтожить любой
иракский танк был прозван в частях "Серебряная пуля"
80
ПОПУЛЯРНАЯ Й^ХАНИИаЯPOPULAR MSCHANIdiB ОКТЯБРЬ 2003
оружие
мирное время боеприпасы из вольф-
рама, храня запасы урановых снаря-
дов на случай "большой войны", Со-
единенные Штаты во всех локальных
конфликтах последнего времени,
в которых они принимали участие,
без колебаний использовали урано-
вые снаряды. Например, во время
операции "Буря в пустыне" только
сухопутные войска израсходовали
9552 танковых и 1,7 млн малокали-
берных урановых снарядов, оставив
на иракской и кувейтской земле
больше 200 т обедненного урана.
Родственник напалма
Почему же уран оказался лучше
вольфрама? Народная молва, за-
чарованная волшебным словом
"уран", рисует фантастические кар-
тины чуть ли не миниатюрной ядер-
ной реакции, якобы прожигающей
броню. В действительности преиму-
щества обедненного урана как ма-
териала бронебойных сердечников
лежат в совершенно неядерной об-
ласти. Как показали эксперименты,
обедненный уран, благодаря некото-
рым своим физическим свойствам,
в первую очередь низкой теплопро-
водности, создает во время проби-
Пробитые насквозь броневые плиты, имитирующие многослойную броню, наглядно
показывают, что против уранового лома пока нет приема
тия зоны так называемого абляцион-
ударную скорость 1,5-1,7 км/с) гра-
ного срезания, по которым сердеч-
ник послойно срабатывается, прохо-
дя через броню, что вызывает эф-
фект самозатачивания. Боеприпасы
же, изготовленные из вольфрама,
показывают очень малую склонность
к абляции, в результате чего, вместо
того чтобы срабатываться, наконеч-
ник сердечника расплющивается в
грибообразную шляпку (напомина-
ющую сработанное долото), и из-за
растущего диаметра сердечника
(а значит, и снижения поперечной
нагрузки на пробиваемую броню)
снаряд гораздо быстрее тормозится.
Справедливости ради отметим,
что результаты последних испытаний
с особо высокими ударными скоро-
стями показали, что преимущество
урана с ростом скорости уменьшает-
ся и при скорости порядка 2 км/с
(современные боеприпасы имеют
фики бронепробиваемости урано-
вого и вольфрамового боеприпаса
пересекаются. Предполагается, что
это вызвано тем, что на такой ско-
рости вольфрам начинает также де-
монстрировать эффект абляционно-
го срезания.
Однако другими очень важными
достоинствами урана при пробитии
брони являются уже упоминавшиеся
выше как его недостатки при произ-
водстве пирофорность и токсичность.
Пробив броню, остатки уранового
сердечника вспыхивают, создавая
пожар внутри пораженного танка и
наполняя боевое отделение токсич-
ными газами. Именно из-за прекрас-
ного заброневого действия урановых
снарядов вероятность того, что от
урана в ближайшее время откажутся,
крайне мала. ПМ
Василий Фофаноа
Поведение сердечников из различных материалов при пробитии брони: вольфра-
мовый расплющивается (слева), тогда как урановый самозатачивается благодаря
эффекту абляционного срезания (справа)
ОКТЯБРЬ 2003И POPULAR механика
81
“МОНСТР” ПРОТИВ
“ПЕЛИКАНА”
I
Боевой экраноплан, бывший одним из самых больших советских
секретов 60-х, может дернуться в строй
Советские конструкторы назвали
свое детище "Корабль-макет" (КМ).
В 1967 году американские военные,
рассмотрев на снимках спутника-
шпиона непонятно огромный лета-
тельный аппарат, прозвали его "Кас-
пийским монстром". Иногда это имя
употребляется на Западе для обозна-
лО
гант имел в дли
М при
Рожденный и
удивительно малом для такой махи-
ны размахе крыльев - около 40 м.
Движимый десятью турбореактив-
Что же увидели на с
канские специалист!
чения всех советских боевых экране-
| планов, а тогда, в 60-х, в Советском
j Союзе даже само заветное слово
"экраноплан" было секретным. В ан-
\ глоязычном мире амфибии, основан-
ные на экранном принципе движе-
ния, называли (да и теперь называют)
WIG от Wino-ln-Ground effect (от амг-
ными двигателями с тягой по 13 т
..рн мог скрытно подзти" HaJi
***<••. чн
нескольких метров над водой
.дарщещаясь со даэро,
до 50?Ркм/ч, в недоступнбй''Ж
тем. ПВСНтпотивника зоне.
борт, к примеру, батальон десантни-
K.Q&C бронетехникой. т
ЭКРАНОПЛАН
оружие
Как свидетельствуют очевидцы,
летом 1967 года в "Зеленой комна-
те'" Военного разведывательного уп-
равления в Вашингтоне эксперты
Пентагона и НАСА изучали спутнико-
вые снимки, и большинство пришло
к выводу, что это блеф русских. Толь-
ко трое инженеров НАСА решились
утверждать, что в России появился
новый вид вооружений.
В информированном английском
военном журнале Jane's Intelligence
Revue появились восторженные от-
зывы: "Полагают, что крылья этого
экспериментального аппарата со-
здают подъемную силу, которой
хватает на подъем до высоты крей-
сирования, приблизительно равной
30 футам (9 м). По-видимому, аппа-
рат сможет работать в арктических
условиях". Над Америкой нависла
реальная угроза.
И впрямь КМ, использовавший
известный к тому времени в течение
десятилетий экранный эффект, был
созданием уникальным. Его отец,
конструктор Ростислав Алексеев вы-
жал из "экрана" многое, и при дви-
жении на высоте от двух до десяти
метров машина потребляла в пять
МЕЖДУ НИМИ - ПОЛВЕКА
Боевые экранопланы так и не были
поставлены на вооружение в пол-
ном объеме, однако сегодня эти ам-
фибии продолжают разрабатывать
как в России, так и в США. У нас ма-
шина, сравнимая по характеристи-
кам с КМ, строится как спасательное
судно, но есть надежда, что она воз-
родится и в боевом варианте. Про-
шедшие 40 лет убедили в возможно-
стях экранопланов и американских
военных конструкторов: проектиру-
ющая W1G "Пеликан" (Pelican)
компания Boeing похоже подхватила
эстафету "Каспийского монстра".
Исключение из правила
Принцип полета экраноплана не по-
хож ни на законы работы самолетно-
го крыла на большой высоте, ни на
основы движения судна на воздуш-
ной подушке.
Прежде всего экраноплан опро-
вергает правило авиации "чем вы-
•ше,^гежэкономичнее". Ведь на
дальние расстояния летают именно
высокопотолочные реактивные са-
молеты: полет в разреженном воз-
духе на большой высоте требует
значительно меньше топлива. Но
если лететь очень низко, ниже 15 м,
раз меньше топлива, чем транспорт-
ный самолет.
Во время первого полета КМ,
построенного на нижегорс
(тогда горьковском) завод-
ное Сормово" и Авиастроительном
заводе им. Серго Орджоникидзе,
главный конструктор Алексеев был
за штурвалом.
Испытания на Каспии продолжались
15 лет. А в 1980-м самый крупный в
мире экраноплан погиб в аварии?
октябрь 2ооэИ
83
как и летают экранопланы, - воз-
душная подушка, возникающая меж-
ду крылом и поверхностью земли
или воды, как бы дополнительно
поддерживает машину и топлива
расходуется значительно меньше.
У этого феномена есть две состав-
ляющие. Самолет взлетает, потому
что форма крыла и его профиль при
обтекании потоком воздуха создают
под крылом большее давление, чем
над ним. При этом возникает и нега-
тивное воздействие: на конце крыла
возникает завихрение - воздух с бо-
лее высоким давлением из-под кры-
ла обтекает его и понижает подъем-
ную силу. Но если самолет летит
очень низко над землей, для завих-
рения остается слишком мало места
и его воздействие ослабляется. Кро-
ме того, у воздуха, находящегося под
крылом под более высоким давлени-
ем, нет выхода вниз, как было бы на
большей высоте. Формируется "по-
душка", и машину словно поддержи-
вает невидимая рука.
Экранный эффект мешал авиа-
торам, ведь "подушка" усложняла
пилотирование низко над землей и
посадку. Так что не удивительно, что
им заинтересовались кораблестрои-
тели, применившие поначалу для по-
вышения скорости судов подводные
крылья (с разработки этих машин на-
чинал конструктор Алексеев). Суда
на подводных крыльях были вдвое-
втрое быстрее обычных, но разработ-
чикам, столкнувшимся с явлением
кавитации (холодного кипения от
разрежения) воды на верхней по-
верхности подводного крыла, при-
шлось на этом остановиться.
Корабли на воздушной подушке,
создаваемой при помощи "закачива-
ния" воздуха в жестко ограниченное
пространство под днищем, достигли
скорости 150-180 км/ч, но дальше
теряли устойчивость движения.
Погоня за скоростью
Считается, что первый экраноплан
построил в 1935 году финский конст-
руктор Каарио, поставивший крыло
на моторные сани. Советские же ис-
точники утверждают, что первая экс-
периментальная работа, посвящен-
ная влиянию экранирующей поверх-
ности на аэродинамические свойст-
ва воздушного крыла, была выпол-
нена ученым-вертолетчиком Бори-
сом Юрьевым в 1923 году, а уже в
1938-м появился первый советский
проект двухмоторного экраноплана,
оружие
автором которого был специалист
по воздушно-десантной технике Па-
вел Гроховский. Немало попыток бы-
ло сделано после Второй мировой
войны в США, Японии, Китае.
Отец дельтавидного крыла и про-
екта Messerschmitt-334, немецкий
конструктор Александр Липпиш, ра-
ботая после войны в США, создал
целую серию WiG-самолетов, один
из которых Х-114 (пятиместный пат-
рульно-транспортный экраноплан-ам-
фибия, созданный в 1976 году) был
принят на вооружение военно-мор-
скими силами. Были и другие попыт-
ки на Западе разработать боевые эк-
ранопланы, но появление советского
КМ стало для НАТО большим и очень
неприятным сюрпризом. "Монстр"
оказался в десятки раз больше аме-
риканских аналогов.
К тому времени Ростислав Алек-
сеев был известен как конструктор
судов на подводных крыльях - тор-
педных катеров времен Великой
Отечественной, "Ракет", "Комет",
"Метеоров". Говорят, что он даже
совершил на своей "Комете" круго-
светное путешествие через Тихий,
Индийский и Атлантический океаны.
А его КБ называлось "Центральное
КМ, и последующие "Орленок" и "Лунь" были
выполнены уже по отработанной фирменной алек-
сеевской аэрогидродинамической схеме: перед
крылом располагались открытые (у КМ) или закры-
тые корпусом (у "Орленка") двигатели, обеспечи-
вавшие поддув воздуха под крыло во время взлета
и
конструкторское бюро по судам на
подводных крыльях".
Не удивительно, что, начав пого-
ню за скоростью, в 1961 году первый
свой экраноплан СМ-1 Алексеев вы-
полнил по собственной схеме судна
на двух малопогруженных подводных
крыльях, называемой "двухточкой"
или "тандемом": два крыла распола-
гались одно за другим с небольшим
оружие
• разрывом, а на "'хвосте" не было
привычного для следующих моделей
горизонтального "оперения".
“Орленок”
I с судьбой Икара
На испытания СМ-1 приехал тогдашний
куратор "оборонки" Дмитрий Устинов
и был так поражен машиной, что Алек-
сеев получил карт-бланш и почти нео-
граниченную финансовую поддержку.
Его КБ выдавало один проект за дру-
гим, и уже через пять лет на воду спу-
стили экраноплан КМ, вслед за ним по-
строили 120-тонный десантный корабль
"Орленок", который мог садиться и
взлетать в пятибалльный шторм. Отки-
дывавшийся вбок "нос" корабля поз-
волял с ходу высаживать на берег два
танка и батальон морских пехотинцев.
Ростислав Алексеев был полон
идей. Он обдумывал возможность за-
пуска со "спины" экраноплана кос-
мических кораблей многоразового
использования и экранопланов для
исследования соседних планет... Од-
нако череда аварий, а затем смена
политического руководства страны
поставили крест на разрабатывав-
шемся им направлении.
При испытаниях разбился СМ-5,
затем случилась авария "Орленка",
а в 1980 году, словно не выдержав
смерти своего создателя, разбился
первый "Каспийский монстр".
Соратникам создателя советских
экранопланов удалось разработать и
даже изготовить в 1985 году боевой
экраноплан "Лунь", оснащенный ше-
стью противокорабельными самона-
водящимися ракетами "Москит"
(по классификации НАТО - 5S-N-22
Sunburn), летящими со скоростью
2800 км/ч и способными поразить
цель на расстоянии до 250 км. Одна-
ко в серию он так и не пошел, а из
запланированных 120 "Орлят" изго-
товлено было только пять, и произ-
водство было прекращено.
Новая жизнь “Монстра”
И все же проект "Лунь" не заглох.
Еще в 1992 году Минобороны реши-
ло создать на базе ракетоносца кон-
версионный вариант - экраноплан
для поиска и спасения жертв морских
аварий. И название ему дали "Спа-
сатель". После консервации проекта
в середине 90-х из-за отсутствия
средств, работы были продолжены.
Предполагается, что спасательный
экраноплан сможет работать при
сильном ветре и садиться при пяти-
метровой волне, а устройство его та-
ково, что он будет прикрывать своим
корпусом пострадавших и принимать
их с воды через хвостовую часть, за
которой образуется затишье. В са-
мом экраноплане, способном взле-
оружие
ЛЕОНИД («ТОК ВААЛ**Р ИЬЛЯШЙ |ИЛПЮСТРА|^Я|
теть с 500 пассажирами, разместится
госпиталь с операционной, реанима-
цией и ожоговым центром.
Тем временем в секретном конст-
рукторском подразделении компании
Boeing - Phantom Works - разрабаты-
вается огромный экранолет, получив-
ший название "Пеликан". Предназ-
начен он для решения главной про-
блемы американской армии - пробле-
мы мобильности. Для перемещений
больших воинских контингентов для
заморских операций корабли слиш-
ком медленны, а даже самые боль-
шие транспортные самолеты слишком
малы. Ведь в составе одной дивизии
может быть более 300 семидесяти-
тонных танков "Абрамс", но даже ог-
ромный транспортник "С-5 Гэлакси”
(С-5 Galaxy; их в американском воен-
но-воздушном флоте 126) может взять
на борт не более двух таких танков.
Предполагается, что "Пеликан" бу-
дет весить столько же (взлетная мас-
са - 3000 т), сколько семь полностью
загруженных "Боинг-747", и при этом,
скользя над водой, будет способен
летать на расстояние 16 тыс. км. При
этом планируется, что уродливая с
виду машина будет летать не только
на экране, но и на обычных для са-
молетов высотах, а садиться сможет
и на аэродромы (в проекте она снаб-
жена 76 колесами). Если американ-
ские военные одобрят проект, Boeing
приступит к его реализации уже в
нынешнем или будущем году.
Однако и российская глава исто-
рии экранопланов не выглядит за-
вершенной. После прошлогоднего
визита на Каспий президента Путина,
поставившего перед военными мо-
ряками задачу "не просто проде-
монстрировать военное присутствие
в регионе, а показать подавляющий
потенциал российского ВМФ на Кас-
пии по сравнению с военно-морски-
ми силами других стран", ожидается
возрождение "Луня" как боевого
экраноплана. пм
Александр Левинский
fOrULAR М
ARCHERY RESEARCH AR-34
СОПУПЯРЯЛЯ Д<ЕХАНЯКаИ POPULAR MKCHANICS OKТЯБPb 2003
ОГНЕННЫЕ
КОЛЕСА
Злопыхатели говорят, что современные луки стреляют ничуть
не лучше тех, что были три тысячи лет назад. Пускай так, зато
они легче, прочнее и надежнее
задреналин
. г J
ЛУК
Внимательно взгляните на этот лук
AR-34 от компании Archery Research.
Он не только классный и высокотех-
нологичный, он еще и красив настоль-
ко, что выглядел бы уместно даже в
Гугенгеймском музее Нью-Йорка. Кро-
ме того, модель AR-34, как и похожие
модели луков, принесла революцию
в лучный спорт. Неплохо для объекта
весом в полтора килограмма.
Как работают лук и стрелы, пони-
мает любой младший школьник. Чем
больше силы требуется для натягива-
ния тетивы, тем с большей силой она
вытолкнет стрелу. Чем
сильнее вытолкнуть стре-
лу, тем быстрее и дальше она поле-
тит, тем более плоской будет ее тра-
ектория и тем сильнее она поразит
мишень. Как облегчить жизнь лучни-
ку? Придумана система блоков. Она
упрощает процесс натягивания тети-
вы, но не уменьшает скорость стре-
лы. Думаете, ее придумал Архимед?
Ничего подобного! Такая система в
ходу всего пару десятков лет.
Новое поколение высокотехно-
логичных луков поднимает планку
еще выше. К "стандартному" охот-
ничьему луку есть определенные
требования. Усилие по натягиванию
тетивы не должно превышать 30 кг
(300 Н). Максимальная длина тетивы
не должна превышать 80 см. Ско-
рость стрелы при этом превышает
330 км/ч. Вес устройства должен
быть в районе 2 кг, а общая длина -
около 1 м. К тому же такие луки
должны быть долго
шумными, предсказу
должны вибрировать
Изготовители луков дости
подобных результатов четырь
ными способами. У лука Archery
Research AR-34 алюминиевая руко
ять, прессованные плечи, деревян-
ная эргономическая накладка и сис-
тема блоков, называемая одноку-
лачковой (с одним эксцентриком).
Верхний шкив (колесо блока) круг-
лый. А нижний по форме напомина-
ет палитру художника. Такая конст-
рукция обеспечивает "переменную
силу натяжения". В полностью взве-
денном состоянии центр ниж-
него колеса находится близко
к тетиве. Когда ее отпускают
ОКТЯБРЬ 20U3ePOPULA.lt М К С Н AN IС S О О И У Л ЯРН Л Й МЖХАйИКЛ
гГг.
адреналин
HOYT USA
ULTRATEC
XT 2000
колесо быстро поворачивается, уве-
личивая скорость вылета стрелы.
Профессиональный лук UltraTec
компании Hoyt USA чуть длиннее
конкурентов. Его плечи (1,9 см) рас-
щеплены. У него более высокая ско-
ба и два кулачка, совместно ускоря-
ющие стрелу на вылете.
У модели Rage компании Browning
Archery тоже два кулачка, но выгля-
дит она совсем иначе. Кулачки очень
напоминают кулачки на распредели-
тельном валу вашего автомобиля, с
аналогичным мягким уклоном. Такой
подход обеспечивает мягкий ход и
ЛУК В ИСТОРИЧЕСКОМ ПЕРСПЕКТИВЕ
50 тыс, лет до н.з.
В Африке изобрели
лук и стрелы
к, .
25 тыс, лет до н.э.
Африканские охотни-
ки используют крем-
невые наконечники и
хвостовое оперение
6 тыс, лет до н.э.
Европейские охотни-
ки создают мощные
тисовые луки
1,5 тыс, лет до н,э.
Китайцы придумали
арбалет
327 лет до н.з.
Кавалеристы-
лучники Алексан-
дра Македонско-
го побеждают
5 битве на реке
гидаспе
2,5 тьк, лет до н.з._____
Египетские воины на колес-
ницах используют состав-
ные луки из рога и дерева
и 15-граммовые стрелы с по-
лым тростниковым древком,
которыми Стреляют на 350 м
406-450 годы н.з.
Кавалеристы-лучники
Гунна Атиллы, используя
составные луки с обрат-
ной кривизной плеч, за-
воевывают большую
часть Европы, до своего
поражения на Каталаун-
ских полях в 451 году
500 год н.з.______
Изобретение стре-
мени позволяет
лучникам-кавале-
ристам стрелять
из положения стоя,
что увеличивает
точность попадания
1200 год____________
Кавалеристы Чингисха-
на спускают тетиву
большим пальцем,
что увеличивает
точность. Они ис-
пользуют составные
луки с натяжением
70 кг (700 Н). Стрела
летит на 550 м
1307 год___________
Легендарный
швейцарский лучник
Вильгельм Телль
стреляет из арбалета
и сбивает яблоко
с головы собственного
сына
1333 год_____________
Английская армия Эдуар-
да III одерживает победу
над шотландцами при
Хэлдон-Хилле, доказывая
превосходство больших
(130 см длиной) тисовых
луков и длинных стрел
над арбалетами, стреляв-
шими короткими болтами
1346 год_____________
Английский большой
лук оказывается аффек-
тивнее французского
арбалета в битве при
Кресси. Лучники посы-
лают 12 стрел в минуту
на расстояние до 700 м
90
ПОПУЛЯРНАЯ МЯХАНИЯАвРОРПЬАК ЫЗССНАЙГТПзв ОНТЯВРЬ 2003
--- адреналин
I
высокую скорость. Другие особеннос-
ти лука Rage - алюминиевая рукоять,
деревянно-резиновая композитная
накладка и регулировка хода тетивы
в пределах 30 см.
Модель Generation 3.2 фирмы
BowTech умножает усилие при помо-
щи не одного, не двух, а целых трех
шкивов. Рукоять длиннее обычного,
угол отклонения плеч - 30°. Это поз-
волило уменьшить вибрацию без уве-
личения веса или длины лука.
Компания Mathews придумала од-
нокулачковые луки и поставляет бло-
ки многим другим изготовителям.
В их высокопроизводительном луке
SoloCam LX, как и в AR-34,. использо-
ван круглый шкив сверху и кулачок
в форме палитры снизу. У лука длин-
ная рукоять и остроугольные плечи.
Охотник-лучник на фото справа на-
тягивает тетиву на луке Firestorm Lite
фирмы PSE. Это сверхлегкий одноку-
лачковый лук. Расстояние между ося-
ми у него всего 75 см, а весит он всего
1,45 кг. Тем не менее он оснащен 20-
сантиметровым стабилизатором и ско-
рость вылета стрелы у него 330 км/ч.
Все описанные луки выпускаются
как для правшей, так и для левшей.
Цены колеблются от $300 до $600,
но часто бывают скидки, а при по-
купке через интернет получается еще
дешевле. Стоит ли вкладывать день-
ги в подобные произведения искусст-
ва? Почему бы и нет? Если даже вы
поймете, что не родились Вильгель-
мом Теллем, лук всегда можно пове-
сить на стену. ПМ
Рич Тэйлор
ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЙ ЛУЧНИК
Original
Archery 3-D.
Стрелы
PSE
Защитная
рубаха,
штаны
и кепка
фирмы
Mossy Oak.
Ранец PSE
Excursion.
Спусковой
механизм
Jim Fletcher
Carbon
Force
1415 год Снова англий- ский большой лук оказывается эффективнее французского арбалета, на сей раз з битээ при Аз инкуре 1644 год 1872 год 1979 год 1982 год «в? год
Последняя битва, в которой Американец Эфраим Мортон патентует составной лук со стальными плечами 1900 год Стрельба из лука 1939 год Первые 1953 год Американец Гарри Дрейк, используя
англичане используют луки. На смену нм приходят мушкеты включена в состав ОЛИМПИЙ’ ских видов спорта алюминие- вые древки стрел Первый современ- ный лук с обратной кривизной плеч ножной лук, выпускает стрелу на НЮ,87 м и ставит мировой рекорд Первый составной лук с ку- лачковыми колесами Первый однокулач- ковый составной лук
1457 год 1798 год 1934 год 1983 год 2002 год
Шотландский король Оттоманский султан Селим В штате 1969 год I Первые
Джеймс II запрещает футбол и гольф, пото- му что они отнимают слишком много бре- мени у лучников Великолепный выпускает стрелу на 890 м на глазах заслуживающих доверия свидетелей. Рекорд, про- стоявший почти два века! Висконсин {США» выдана первая лицензия на лучную охоту 1951год Первое пластиковое оперение Холис Аллен патентует составной лук углеродные древки стрел Первые составные луки из углепла- стика и алюминия и углепластика и титана
ОКТЯБРЬ 2003ИрС₽П1АЙ «ЕСНАКТезИПОП-УЛЯРНЛЯ МХХАНИКА
91
TOP GUN
d-Г?^. ОКТЯВРЬ 2 00
ГЕЛЬНЫИ
адреналин
ОКТЯБРЬ
3
КАРУСЕЛЬ
Стали ли аттракционы более опасными
из-за головокружительных скоростей
и сильных перегрузок на поворотах?
СМЕР
К
Ч
I
&
Каждый год появляются всё новые “американские горки".
Они становятся всё больше, всё быстрее, и кататься на них
становится всё страшнее. Горки становятся выше, карусели
крутят нас всё яростнее. До событий двухлетней давности
все Это казалось невинной забавой. Но 2 июня 2001 года
28-летняя женщина потеряла сознание после трехминутной
поездки на горках goliath в городке Валенсия (Калифорния).
На "скорой" ее привезли в больницу, где была зафиксирова-
на смерть. Патологоанатом Лос-Анджелеса определил при-
чину смерти. Оказалось, что у женщины был аневризм (рас-
ширение сосудов) мозга и один из сосудов разорвался. Про-
изошло это либо спонтанно, либо под влиянием возбужде-
ния от катания на горке. Но заключение не закрыло вопрос.
Напротив, возникли споры, которые вряд ли утихнут еще
многие годы. Эта смерть была в ряду 15 смертей
и серьезных повреждений мозга, случившихся за последние
десять лет у внешне здоровых людей, которые просто реши-
ли прокатиться на карусели. Всего от поездок на горках и
каруселях начиная с 1987 года умерло 52 человека. Один из
тех, кто включился в полемику, -
член палаты представителей,
демократ от штата Массачусетс Эдвард Марки. Смерть на
"Голиафе" произвела на него сильное впечатление. Он го-
ворит, что масштабы проблемы стремительно растут и, если
не будут предприняты какие-то меры, она может выйти из-
под контроля. По его словам, у среднестатистического по-
сетителя парка, решившего проехаться на карусели, нет
специальной подготовки, как у астронавтов, поэтому нельзя
допускать ситуации, когда силы, на него воздействующие,
угрожают его здоровью. Если все так и есть, получается,
что карусели опасны для человека. Неужели?
Десятки тысяч людей хотят прокатиться на аттракционе,
который дает почувствовать то, чего не испытать, идя по ули-
це. Чтобы разобраться, правда ли, что посетителю "амери-
канской горки" нужно быть здоровее боевого пилота, редак-
ция Popular Mechanics обратилась к специалисту, который, как
Невесомость
————
Почувствуй силу
Перегрузки могут показаться очень сильны
гго посетитель подвержен им в течение очень
что ерш не будет
пассажвров
максимальное значение
Отрицательная пера
грузка в 1 g создает
чувство "отлива ст
Звмлн
положительной перегрузки
4 о) в “мертвых петлях
Виражи превращают боковые
перегрузив в положительные
[направленные вниз относи-
тельно вертикального положе-
ния человека
никто другой, способен дать точный
ответ. Это капитан Дэйвид Стейнхай-
Боковые перегрузки
дезорвентируют
Перегрузки
в действии
доступа к экстремальным аттракцио-
нам? Конечно, индустрия парков раз-
зер, врач подразделения Thunderbirds
Мы никогда не узнаем точного от-
влечений против таких идей, но, что
ВВС США. Он рассказал, что ВВС за-
просто катает представителей СМИ
на своих самолетах. Перегрузки там
куда сильнее, чем на любых горках.
И ни разу не случалось никаких не-
приятностей с мозгом. Так просто
не бывает. Правда, Стейнхайзер до-
бавляет одну немаловажную деталь:
до полетов допускают далеко не
всех. Только те, кто физически здо-
ров, могут летать. Сканирование моз-
га не проводится, но здравый смысл
всегда присутствует. Не берут в полет
тех, у косо был инфаркт, у кого повы-
шенное кровяное давление, и тех,
кто принимает определенные лекар-
ства. Так что летают только здоро-
вые. Пилотов же тренируют на пере-
грузках до 9 д. Посетители испытыва-
ют перегрузки вдвое против тех, что
на "американских горках", без каких-
либо последствий для здоровья.
вета на вопрос, смог ли бы отсев,
подобный тому, что проводят ВВС
интересно, научные свидетельства
говорят в пользу индустрии. Послед-
США, спасти умерших экскурсантов.
Тем не менее встает другой вопрос -
а не следует ли ужесточить правила
ние научные данные в поддержку
позиции парков развлечений появи-
лись в октябре 2002 года в публика
94
Шпопулярпля мехапикаИ popular мтснакюйЖонтябрь 2 о оз
адреналин
Глена обманывают. Катание на карусели очень редко ведет к смерти. Зато попытки спасения часто дают классные снимки, например, с аттракцио-
нов Zoomerong (вверху) и Superman (слева внизу)
ции нейрохирургов (Journal Of Neu-
rotrauma). Двое ученых Дуглас Смит
и Дэйвид Мини написали статью
"Перегрузки, карусели и травмы
мозга: Ложный путь?". Доктор Смит
исследует травмы головного мозга
и специализируется на травмах вслед-
ствие ускорения головы, которые
возникают при автомобильных ава-
риях. Доктор Мини - биоинженер,
изучает биомеханические аспекты
травм головного мозга. Оба работа-
ют в Университете штата Пенсильва-
ния, их работу финансируют Нацио-
нальный институт здоровья США и
Центры контроля и предупреждения
заболеваний (CDC).
Смит пишет, что травмы мозга
маловероятны при катании на гор-
ках и каруселях. Пиковые перегруз-
ки, возможные там, гораздо ниже
тех, что необходимы для нанесения
ущерба организму, в том числе и
мозгу. Один из вопросов, по кото-
рым возникает непонимание, - это
взаимосвязь между перегрузками,
с одной стороны, и высотой и скоро-
стью аттракционов, с другой. Но пе-
Повреждения мозга
Индустрия паркое развлечений утверждает: исследования показали, что ускорение головы
и сдавливание артерий не являются причинами странных смертей на каруселях
регрузка зависит не от езысоты или
скорости, а только от того, как резко
меняется направление во время по-
ездки. Когда поезд на горке едет бы-
стрее, он использует поворот боль-
шего радиуса, чтобы возникающие
перегрузки были такими же, как и у
более медленного поезда, который
поворачивает по меньшему радиусу.
Величины перегрузок на аттракцио-
нах сильно не изменились за послед-
ние 20-30 лет, так как пассажиры
не стали более выносливыми. Более
того, в отличие от аттракционов, на
которых катались наши родители,
октябрь 2 00 ЗЩ POPULAR MKCHA’CflCSM ПОПУЛЯРНАЯ МЕЯДЯИМА
95
адреналин
28 августа но аттракционе Wild Wonder
погибли два человека
Пожарные только что потушили аттракцион Phontasiafand в Германии
современные машины спроектиро-
ваны с помощью программ компью-
терного моделирования, и перегруз-
ки на каждом метре пути тщательно
просчитаны. Если внимательно при-
смотреться к новым, более скорост-
ным аттракционам, хорошо видно.
* г. Москва, тел.: (926) 2-365-247, (095) 7-925-947
*-г. Новосибирск, тел.: (3832) 46-46-36
e-mail: info@hobbycenter.ru
www.hobbycenter.ru
ФОРМИРУЕМ ДИЛЕРСКУЮ СЕТЬ
что их отличительная особенность -
большие радиусы поворотов. И это
не украшения. Они нужны для под-
держания перегрузок в тех же рам-
ках, что и у аттракционов, которые
были спроектированы 30 лет назад.
При обсуждении влияния перегру-
зок на тело че-
ловека не стоит
забывать об
очень важном
факторе - вре-
мени. В парках
развлечений
высокие пере-
грузки воздей-
ствуют на тело
человека в те-
чение очень
короткого вре-
мени (долей
секунды).
Согласно
исследовани-
ям в журнале
Spine ("Позво-
ночник"), когда
вы плюхаетесь
на стул, пере-
грузка состав-
ляет 10,4 д.
При прыжках
по ступеням -
8,1 д. Кашель -
это перегрузка
3,5 д, а чих - 2,9 д. Для сравнения - в
парке перегрузка может составить 4 д.
Но если дело не в аттракционе,
то что вызывает странные смерти?
Группа в защиту аттракционов, со-
зданная Американской ассоциаци-
ей за предотвращение травм мозга,
утверждает, что аттракционы не
представляют риска для нормальных
здоровых людей. Свет на проблему
проливают аутопсии. У некоторых
жертв были заболевания, ослабив-
шие сосуды в их мозгу. Перегрузки,
безобидные для здорового человека,
разорвали тончайший кровяной со-
суд в их мозгу, как показано на ри-
сунке. Вторая идея, о которой осо-
бенно много спорят, возникла после
опубликования группой ее отчета
этой весной. Невропатологи из Уни-
верситета в Сан-Франциско нашли
связь между хиропрактикой и уве-
личением числа ударов и параличей.
Вызывающим болезнь эффектом,
похоже, является артериальное
сдавливание. Возможно, у некото-
рых посетителей аттракционов воз-
никает аналогичный эффект во вре-
мя поездки на горке? Врачи по-
прежнему уверены, что здоровым
людям ничего не угрожает. Научных
данных, связывающих катание на ка-
русели и смерть, не существует, сно-
ва повторяет доктор Смит. ПМ
Пол Рубен
SXUfiHd Q1HQM
96
ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА^ POPULAR МЯСНАНТСзИ ОКТЯБРЬ 2003
Иллюстрированное руководство по практическому применению
некоторых данных, которые можно почерпнуть в технической харак-
теристике автомобиля
„4 :
МОЦУПЯРНАЯ Mi*» АНН НА
ылазк.
еста
ми
мы вдруг вспоминаем, когда начинаем готовиться к
не облагороженные "твердыми дорожными покрытия-
да собираемся покупать автомобиль, способный нас в такие
лять. Но вместо того, чтобы мучить себя и знакомых волро-
' "какая у этой машины проходимость", постарайтесь разо-
теме - это не так уж и сложно. И тогда на больщинство вопро-
сов вы сможете ответить себе сами.
ости
еста.
Что такое проходимость
Практически каждый учебник по теории движения колесных или гусе-
ничных машин (автомобилей, тракторов, специальной техники), не го-
воря уж о водительских учебных пособиях досаафовских времен, дает
свое определение проходимости. Впрочем, все они очень похожи и от-
личаются лишь деталями. И практически в любом из этих определений
фигурируют понятия "ухудшенные дорожные условия", "бездорожье'"
или еще что-нибудь подобное.
Но, согласитесь, сами эти понятия весьма относительны: водитель
боевой разведывательно-дозорной машины и владелец легкового авто-
мобиля могут вкладывать в них совершенно разный смысл. Равно как
житель Германии и житель российской глубинки, Или, скажем, такой
пример. Является ли "ухудшенными дорожными условиями" то. что
у нас считается ''лежачим полицейским" - асфальтовый горб высоте D
20 см, нашлепнутый (вопреки всяким нормативам!) на гладкий асфальт
городской улицы? Ведь его преодоление для многих импортных автомо-
билей заканчивается вполне конкретными повреждениями!
По здравому размышлению мы решили остановиться на самом об-
щем определении, почерпнутом из толкового словаря и пригодном для
всех случаев: "Проходимость - это свойство транспорт-
ного средства преодолевать препятствия пути". Естест-
венно, под препятствиями понимаются не только всевозможные неров-
ности, но также и снег, и грязь, и различные "водные преграды", и все
остальное, что препятствует свободному движению по местности,
Само собой, понятие проходимости применимо к абсолютно любо-
му автомобилю. Так и хочется добавить: просто у одних она лучше,
у других - хуже. Но как раз этого мы делать не будем, потому что на са-
мом деле проходимость - понятие настолько многоплановое, что вот
так, двумя словами, расставить все на свои места попросту невозможно.
ТЕОРИЯ
Например, оказавшись молодцом на пересеченной местности, автомо-
биль может увязнуть в жидкой грязи. Или, скажем, имея полный привод
и мощный двигатель, встанет на крутом подъеме из-за того, что топли-
во в баке отлило от заборной трубы, И таких вполне реальных ситуаций
можно себе представить очень много. Как и всевозможных терминов
и показателей, характеризующих проходимость автомобиля.
Мы рассмотрим основные из них, а в комментариях постараемся
разъяснить их смысл, Надеемся, что фотографии, которые мы сделали
при помощи наших друзей из Клуба внедорожных приключений "Зубр
4x4" и автомобиля Jeep Cherokee Renegade, помогут вам разобраться,
какое отношение эти показатели имеют к реальной жизни. И как, читая
технические характеристики, можно примерно оценить, способен ли
выбранный автомобиль доставить вас к любимому месту отдыха
i (рыбалки, охоты).
автомобили
Основные термины
Когда машина не справляется с препятствиями, мы гово-
рим о потере проходимости. Полная потеря проходимости
(застревание) - это когда автомобиль двигаться дальше
не может. Частичная - это когда он все еще движется, но
со значительным снижением скорости и (или) значитель-
ным ростом расхода топлива.
Произойти это может по разным причинам.
Прежде всего, для преодоления препятствий автомоби-
лю может просто не хватить тягового усилия. Возможнос-
ти двигателя и трансмиссии небеспредельны, но даже ес-
ли теоретически их с избытком, это еще не все. Ведь про-
изводимый ими крутящий момент превращается в тяговое
усилие колесом, "отталкивающимся" от поверхности до-
роги. И если сцепление колеса с дорогой будет недоста-
точным, то вся работа мотора пойдет впустую - колеса
будут лишь буксовать.
Ну и совсем нетрудно себе представить, как колеса про-
валиваются или закапываются в рыхлый грунт (снег, песок)
и машина просто-напросто "садится на брюхо". Или как
задевает различными своими частями за те препятствия,
которые приходится преодолевать.
Заметим, что трудности, которые автомобиль встречает
на своем пути, можно поделить на две группы. Во-первых,
это всевозможные неровности, как естественного, так и
искусственного происхождения: бугры, рытвины, валуны,
бордюры, окопы, канавы и прочие изобретения природы и
человека. Во-вторых, это места, где состояние опорной по-
верхности не очень-то позволяет ее таковой считать: снег.
грязь, песок, болото и т. п. Соответственно, проходимость
принято делить на профильную и опорную. И каждая под-
разумевает свои общепринятые показатели, позволяющие
оценить "способности" автомобиля. А некоторые показа-
тели имеют отношение и к той, и к другой. Итак...
Дорожный просвет - расстояние между низшей
точкой автомобиля и дорогой
Наиболее известный показатель
проходимости. Один из основных
геометрических параметров, указы-
ваемых в характеристике автомо-
биля. На самом же деле, дает пред-
ставление о допустимой для авто-
мобиля глубине дорожной колеи, а также характеризует спо-
собность машины преодолевать отдельные кочки, камни,
пни и другие неровности, "пропускаемые" под днищем,
"между колес". Дело в том, что самая низкая точка автомо-
биля редко находится в середине колесной базы, а чаще при-
ближена к передним или задним колесам. У большинства
автомобилей с независимой подвеской такими местами явля-
ются поддон картера двигателя, картер трансмиссии или
закрывающие их защитные элементы. У автомобилей с зави-
симой подвеской - балка одного из мостов или картер соот-
ветствующей главной передачи. Так что и не думайте только по
дорожному просвету судить о возможности преодоления бугров,
канав, переломов местности и прочих крупных неровностей.
Продольный и поперечный радиусы проходимости
Вот они-то как раз
и характеризуют спо-
собность автомо-
биля преодолевать
рвы, короткие кру-
тые мосты, бугры,
автомобили
кюветы, большие кочки и другие подобные неровности. В за-
рубежной литературе этих показателей вы не найдете - они
используются у нас. Обратите внимание, высота преодолева-
емого бугра может быть значительно больше, чем дорож-
ный просвет.
Ramp Brakeover Angle - угол перелома "рампы"
{на самом деле, "ramp" переводится еще и как
"наклонная плоскость", "аппарель", "эстакада")
А этот показатель при-
шел к нам из-за рубежа.
Судя по названию, изна-
чально показывал, ка-
кой максимальный угол
перелома автомобиль
может преодолеть, въез-
жая куда-либо по наклонным аппарелям. Например, на смо-
тровую эстакаду или железнодорожную платформу. В наше
время повсеместно используется для внедорожной техники
как показатель способности преодолевать переломы мест-
ности. В некотором смысле подобен нашему продольному
радиусу проходимости.
Угол въезда и угол съезда - они же углы перед-
него и заднего свеса, они же передний и задний
углы проходимости
Чем больше величина
переднего и заднего уг-
лов проходимости, тем
выше проходимость ав-
томобиля при переезде
через канавы, выступы,
кюветы, бугры и другие
подобные препятствия. Впрочем, во многих случаях важнее
даже не абсолютные цифровые значения, а форма деталей,
образующих свес.
Нетрудно заметить, что все перечисленные выше показа-
тели так или иначе связаны с геометрическими парамет-
рами автомобиля, его основными размерами: колесной
базой, передним и задним свесами, колеей. Чем меньше
база, чем меньше свесы, чем меньше колея, тем выше
профильная проходимость. Впрочем, некоторые парамет-
ры автомобиля и сами напрямую служат показателями
проходимости - на примере дорожного просвета мы в
этом уже убедились. А еще нам могут пригодиться...
Колея
Дело не только в том, что ее по-
лезно знать, если вы собираетесь
въехать по аппарелям на паром
или перебраться через речку по
временной переправе. Для авто-
мобиля высокой проходимости
крайне важно, чтобы колея перед-
них и задних колес была одинако-
ва - тогда он будет встречать меньшее сопротивление при
движении по деформируемому грунту {снегу, грязи и т. п.).
Ведь задние колеса будут катиться уже по "протоптанной
дорожке"!
Ширина и высота
Представьте, что вам предстоит ез-
дить по узким горным дорогам,
проезжать под низкими мостами
или забираться на автомобиле в
лесную глушь, протискиваясь меж-
ду деревьями и под нависающими
ветвями. И вы поймете, почему
ширина и высота тоже служат по-
казателями проходимости, пусть и не самыми важными.
автомобили
Многие параметры, определяющие проходимость, невоз-
можно измерить на стоящем автомобиле или определить
по чертежу внешнего вида - их выясняют из конструктор-
ской документации или в результате испытаний. Но в харак-
теристиках машин высокой проходимости вы их найдете,
в силу их важности именно как показателей проходимости.
Наибольший угол преодолеваемого подъема
Имеется а виду отнюдь не корот-
кий въезд на небольшую горку, ку-
да вы влетели с разгона. Протя-
женность "зачетного" подъема
должна быть не меньше двух длин
автомобиля, а преодолевается он
со стартом с места непосредствен-
но от подножья. При этом, обрати-
те внимание, не должны нарушаться условия нормальной
работы агрегатов автомобиля. В переводе на нормальный
язык это означает, что их конструкция должна быть приспо-
соблена и к тому, что вы на этом подъеме задержитесь на-
долго. То есть топливо, масло, охлаждающая жидкость
должны по-прежнему без перебоев поступать куда надо и а
нужных количествах, мотор не должен перегреваться, под-
шипники должны выдерживать соответствующую нагрузку,
из аккумулятора не должен выливаться электролит и т. д.
Наибольший угол преодолеваемого косогора
Предельный ровный косогор, по
которому автомобиль может дви-
гаться без бокового скольжения
более чем на ширину профиля
шины и уж тем более без опроки-
дывания. Опять же не должны на-
рушаться условия нормальной ра-
боты агрегатов.
Ход подвески - угол перекоса мостов
V подвески различают ход сжатия,
ход отбоя и полный ход. Ход сжа-
тия - это расстояние между нор-
мальным ("нулевым") положени-
ем колеса и крайним верхним,
когда упругий элемент (скажем,
пружина) сжат до предела. Ход от-
боя - расстояние между "нуле-
вым" и крайним нижним положением. Полный ход подвес-
ки - расстояние между двумя крайними положениями, сум-
ма хода сжатия и хода отбоя.
Чем больше ходы подвески, тем дольше колеса сохраняют
сцепление с опорной поверхностью при движении по пере-
сеченной местности. Понятно, что если колесо потеряло кон-
такт с дорогой (говорят - "вывешено"), оно уже не может со-
здавать тяговое усилие. Ну а если в приводе не предусмотре-
на блокировка дифференциалов, то вывешивание одного из
ведущих колес означает полную потерю проходимости.
Для автомобилей с передней и задней зависимой подвеской
в качестве подобного показателя иногда используют макси-
мальный угол перекоса мостов.
Глубина преодолеваемого брода
Чтобы автомобиль мог уве-
ренно преодолеть доста-
точно глубокий брод, кон-
структор должен предусмо-
треть многое. Подкапотное
электрооборудование не
должно заливаться водой, а значит, его надо поднять как
можно выше. То же самое касается патрубка забора воздуха
в двигатель. Еще вода не должна попадать в картеры двига-
теля, коробки передач, мостов, а ведь в них обычно предус-
матривают устройства вентиляции (сапуны). Салон тоже дол-
жен быть загерметизирован, хотя бы до уровня дверных зам-
ков. И еще много всего.
102
автомобили
У Jeep Cherokee Renegade довольно приличные ходы подвесок. А если и их не хватает?
Не беда - благодаря блокировкам межосевого и заднего межколесного дифференциалов
он без труда справляется даже с таким диагональным вывешиванием
Условия эксплуатации специальных машин (скажем, бое-
вых) часто подразумевают и специальные требования по
проходимости. Так что не удивляйтесь, увидев где-нибудь
Однако помимо способностей силового агрегата, боль-
шую роль будут играть сцепные свойства шин, ведь сцеп-
ление колеса с мягким грунтом намного хуже, а буксова-
такие характеристики...
Высота преодолеваемой стенки (эскарпа)
Приближая этот показатель к бо-
лее привычным для нас "легко-
вым” условиям, разумнее сократить
амбиции до "преодолеваемой сту-
пеньки". Кстати, автомобиль, име-
ющий привод на все колеса и "обу-
тый" в подходящие шины, мог бы
преодолеть гораздо более высокую
ступеньку, чем это ему позволяют низкий бампер и всевоз-
можные аэродинамические элементы.
Ширина преодолеваемого рва (траншеи)
Ну уж об этом имеет смысл
говорить только в примене-
нии к многоосным машинам.
Если же речь идет о преодо-
лении водных преград авто-
мобилями-амфибиями, то
здесь уместнее говорить о плавучести, остойчивости, ходко-
сти и прочих свойствах судов. Так что вернемся на сушу и
поедем в грязь.
С мягкими, деформируемыми, грунтами тоже не все так.
просто. Ведь значительная часть вырабатываемой двигате-
лем энергии тратится здесь на образование колеи, а перед
колесом при движении образуется вал из грунта (так назы-
ваемый бульдозерный эффект). Сопротивление качению ко-
леса велико, и для его преодоления необходим запас тяги.
ние - это уже частичная, а то и полная потеря проходи-
мости. Так что обратите внимание на тип шин и рисунок
протектора.
Конечно, крайне важна схема привода. Скажем, обяза-
тельно должны быть предусмотрены блокировки диффе-
ренциалов, иначе буксование одного или нескольких ко-
лес приведет к полной остановке машины.
Очень важный показатель опорной проходимости -
давление на грунт. Согласитесь, по глубокому снегу гораз-
до проще идти на лыжах, чем в ботинках, проваливаясь
по колено при каждом шаге. Простая физика - чем боль-
ше площадь контакта шины с опорной поверхностью, тем
меньше давление на грунт, тем меньше он деформирует-
ся. Так что широкие шины в данном случае приветствуются.
И уж совсем хорошо, если машина оснащена системой
централизованного регулирования давления в шинах.
Она позволяет водителю, не выходя из кабины, поворо-
том регулятора снижать давление в шинах при движении
по песку, снегу, заболоченному лугу. Как известно, при-
спущенная шина под весом автомобиля расплющивается
сильнее, чем накачанная нормальным давлением. А зна-
чит, площадь ее контакта с опорной поверхностью увели-
чивается - и довольно значительно! Соответственно, дав-
ление на грунт во столько же раз снижается. А как только
под колесами окажется твердая земля, водитель снова
поднимет давление в шинах до нормального. ПМ
Дмитрий Филонов
Ml ~ 5ГЖ <••*•** w •
v Ж А
*
Популярная
В «ПМ» № 8 (10) мы рассказа- ЛЖЖТЖ Л
ли об особенностях подвески В I В ЖЖ
гоночного автомобиля класса & & мм Л
«Супертуризм» чемпионата России по кольцевым гонкам. Но там она
все же сохраняет основные черты обычных «легковых» подвесок.
8 ходовой части машин «Формулы-]» отличий куда больше - аналогии
с традиционными подвесками здесь провести сложно
Начнем с того, о чем мы уже говори-
ли. Одна из главных функций подвес-
ки обычного легкового автомобиля -
обеспечение плавности хода, защита
машины, людей и груза от ударов и
тряски на неровностях дороги. В коль-
цевых гонках о комфортабельности
езды речи даже не ведется. Недаром
если асфальт трассы неровный (как,
например, в Интерлагосе, где прохо-
дит "Гран-при Бразилии"), то к концу
гоночного уик-энда тела пилотов час-
то покрыты синяками. И не секрет, что
у многих гонщиков хронические бо-
лезни позвоночника.
Здесь иные приоритеты. Главное -
скорость прохождения дистанции, и
все, что делается, все характеристики,
все регулировки, все настройки под-
ПОДВЕСКА
104
автомобили
вески ориентированы прежде всего на
ее повышение.
Чем легче автомобиль, чем легче
все его узлы и детали, тем быстрее он
будет разгоняться, тем большую ско-
рость сможет развить. Но при мини-
мально возможной массе любой узел,
любая деталь должны быть достаточно
прочными и надежными, чтобы дли-
тельное время выдерживать сумасшед-
шие нагрузки и при этом самым луч-
шим образом выполнять свои функции.
печивать постоянный и очень хоро-
ший контакт колес с покрытием трас-
сы. Ведь малейшая потеря сцепления
с дорогой - это неточность в поворо-
те, уход с выгодной траектории, а то
и занос. Малейшая пробуксовка ве-
дущих колес - это потеря драгоцен-
ного времени, ведь счет идет на со-
тые доли секунды.
От подвески зависит взаимопони-
мание машины и водителя, то, как
гонщик чувствует трассу. Подвеска оп-
конструкция должна обеспечивать
возможность быстро произвести регу-
лировки или даже заменить некото-
рые элементы.
Специфические особенности "Фор-
мул ы-1" доставляют конструкторам
немало хлопот. И дело не только в
том, что многие элементы подвески
нужно уместить под узкий обтекатель.
Приведем такой пример. На высо-
ких скоростях аэродинамические эле-
менты обеспечивают прижатие авто-
Но только лишь снижением массы
ничего решить невозможно. Подвеска
гоночного автомобиля должна обес-
ПОДВЕСКА МАКФЕРСОН
V большинства современных легковых автомобилей передняя
подвеска Мак«>>ерсон. Она очень удобна именно для переднеприводных
автомобилей. У нее нет верхнего рычага, а боковые нагрузки воспринимает мощная
ределяет поведение машины в пово-
ротах и при торможениях, быстроту и
точность реакции автомобиля на по-
ворот руля.
Различные
гоночные трас-
сы требуют раз-
мобиля к дороге - при этом нагрузка
на подвеску очень велика. Но она зна-
чительно падает со снижением скоро-
сти в поворотах и при торможениях.
При всем этом расстояние от днища
автомобиля до дороги очень мало, да
к тому же не должно сильно менять-
2. Нижняя часть стейки движется вверх
з. Пружина и амортизатор сжимаются
2. Толкающий рычаг поворачивает сектор
з. Сектор закручивает торсион к сжимает амортизатор
АМОРТИЗАТОР
СЕКТОР
ТОЛКАЮЩИЙ
УПОРНЫЙ
ПОДШИПНИК
личных настро-
ек подвески,
а значит, ее
ПРУЖИНЫ И ТОРСИОНЫ
Торсион - зто стержень,
упругий на кручение. При его
закручивании получается
такой же эффект, как при ;
сжатии пружины
БЫСТРАЯ ЗАМЕНА 1
Торсиоиы в подвеске автомобиля
“Формулы-1* можно быстро
заменить. Смена пружин в обычной
подвески невозможна без ее
частичной разборки
ся, иначе ухудшится аэродинамика,
которая у формульной машины выве-
рена до мелочей! ПМ
Подвеска гоночного автомобиля "<Рормулы-1" выполне-
на по схеме "Двойные рычага". НО 0 Качестве ТТЮТГОГЯ элемента
в ней используется те пружина, а торсион. Торсион о амортизатор связаны
с нижним рычагом поворачивающимся сектором и толкающим рычагом.
Ход такой подвески-около 20 мм
стойка, которая вверху опирается на кузов. Ход такой подвески у легковых машин
обычно 100Н50 ми
ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ "ФОРМУЛЫ !
КАК ОНИ РАБОТАЮТ
нижний
РЫЧАГ
1. При наезде на неровность рычаг подвески поворачивается
1. При наезде на неровность рычаги подвески поворачиваются
ОКТЯБРЬ 2003В?0?ТП.АН ЫХСНАШСЗВПОПТЯЯРНАЯ МЕХАНИКА
105
АВТОСЕРВИС
Закрутить гайки
Если раньше вы занимались ремонтом
двигателей отечественных машин, а
теперь решили взяться за импортный
мотор, то не торопитесь применять
все полученные ранее навыки. Велика
вероятность того, что в данном случае
они могут оказаться даже вредными.
В частности, те, которые относятся
к затяжке болтов крепления головки
к блоку цилиндров.
Раньше, например, существовала
технология, по которой болты
(шпильки) крепления головки блока <
затягивались в несколько приемов,
разделенных довольно большим
периодом времени. Сначала их .J_1
затягивали до упора (в смысле,
положенным моментом), затем
автомобиль ездил несколько дней^>4
За это время болты слегка растя-
гивались под действием сил, z -jr
возникающих в процессе сгора- J
ния топлива, а также в результате,
температурных деформаций го- ’
ловки и блока. После этого бол- .
ты снова затягивались, чтобы
как следует уплотнить про-
кладку головки. Г*5®
Но времена изменились.
В современных автомобилях
многие болты и шпильки одно-
разовые: их следует менять после
каждой разборки. Это делается
по разным причинам.
У многих современных двигателей
головки цилиндра, а часто и блоки,
изготовлены из алюминиевого сплава.
И чтобы избежать электрохимической
кор-
розии,
используют болты, покрытые слоем
специального антикоррозионного ма-
стягиваются) и уже не возвращаются
будет прослаблен в сравнении с ос-
териала, который после первого ис-
к изначальной длине.
тальными.
пользования может быть поврежден.
Кроме того, у алюминиевого спла-
ва степень температурного расшире-
ния больше, чем у стали и чугуна, а
значит, и больше нагрузка на проклад-
ки, и необходимо более высокое и
стабильное прижимное усилие. На
двигателях, собранных по новым тех-
нологиям, используются пластически
деформируемые болты, которые в ре-
зультате затяжки деформируются (ра-
Это означает, что каждый раз
необходимо использовать новые
болты и к тому же особым образом
контролировать степень их затяжки.
Стандартные способы тут не подой-
дут, поскольку большая часть прило-
женной силы уйдет на преодоление
силы трения в резьбе или под голов-
кой болта. Малейшая неровность
в этой зоне увеличит силу трения,
а значит, по затяжке данный болт
Решение - технология, называемая
"момент плюс угол". Сначала болты
затягиваются определенным момен-
том, а затем дотягиваются одним
плавным движением на определенный
угол - обычно между 60 и 120е.
В инструкциях по ремонту современ-
ных двигателей зачастую можно встре-
тить такое обозначение: "40 Нм +
+ 60 Нм + 1/4" или "35 Нм + 60 Нм + I
+ 1/4 + 1/4". В первом примере затяж- S
106
ПОПУЛЯРНАЯ МЕКЛИЯКаИ PQPXJLAB МКСВАШСЗ! ОКТЯБРЬ 2003
автомобили
ка проводится в три этапа (естествен-
но, с соблюдением определенного
порядка по схеме): сначала на 40 Нм,
затем на 60 Нм и наконец доворотом
на 1/4 оборота, то есть 90°. Во втором
примере в четыре этапа, причем два
последних - это довороты на 90е. При
довороте болт, выполненный из спе-
циальной стали, деформируется и та-
ким образом упрочняется. Само со-
бой, повторное посещение сервиса
уже не требуется.
Теперь внимание. В самых новых
двигателях головка блока и сам блок
выполнены целиком из алюминиевых
сплавов, а рабочие поверхности ци-
линдров просто напыляются керами-
ческим композитом. Поскольку алю-
миниевые сплавы пока не могут вы-
держивать больших нагрузок, весь
двигатель насквозь, от головки до
опор коленвала, стягивается специ-
альными анкерными шпильками. Они
тоже деформируются, но, в отличие
от болтов, после последней затяжки
гайки таких шпилек доворачивают в
сторону откручивания. Это делается
с целью "разгрузить" шпильку, ликви-
дировать по всей ее длине торсион-
ную (закручивающую) нагрузку, оста-
вив только нагрузку на растяжение.
В любом случае соблюдайте ин-
струкцию по проведению ремонтных
работ. Это позволит избежать ошибок
и всевозможных серьезных неприят-
ностей вроде обрыва болтов или по-
вреждения резьбы в блоке.
Напоследок еще раз напоминаем,
что пластически деформируемые
болты используются только один раз,
при каждом ремонте их необходимо
заменять.
Вольты или амперы?
Я большой почитатель старых машин,
и вот какой у меня возник вопрос.
Раньше на приборном щитке автомо-
билей присутствовал амперметр, да-
вавший массу полезной информации.
Сейчас если и бывает прибор, связан-
ный с работой электрооборудования,
то это практически бесполезный
вольтметр. Он что, дешевле? Почему
в наше время автопроизводители от-
казались от амперметра?
Николай Афанасьев
ПМ Бесполезный? Вот с этим Вы, пожа-
луй, поторопились. Давайте сравним.
Амперметр показывает только си-
лу тока, идущего к аккумуляторной
батарее или от нее. Вольтметр поз-
воляет не только определить то же
самое (только косвенно), но и узнать
степень заряда аккумулятора: без на-
грузки, при выключенном двигателе,
вольтметр должен показывать 12,6 В.
Если меньше - Значит, аккумулятор
разряжен. Что же касается зарядки,
то нормальное зарядное напряже-
ние растет по мере того, как заряжа-
ются батареи, - от 13,5 до 14,4 В.
Совсем просто, не так ли? Кроме то-
го, вольтметр предупредит вас и о
возможной перезарядке, если вышел
из строя регулятор напряжения.
Еще один недостаток амперметра
в том, что он включается в цепь по-
следовательно. А значит, для него по-
требуется специальная параллельная
цепь с сопротивлением (шунтом), ли-
бо весь зарядный ток придется вести
по проводам через перегородку к
приборной панели, а затем обратно.
И то и другое означает бессмысленную
потерю мощности. Гораздо разумнее и
дешевле использовать вольтметр.
Болты
не мелочь!
ы только-только приступили к осмотру
тормозов, а все уже идет наперекосяк.
Перспективы - самые мрачные. Болты, ко-
торыми суппорт прикрепляется к поворот-
ному кулаку, приржавели и не отворачива-
ются. А один болт, оказывается, сломался
еще раньше, пока вы ездили, если бы сло-
мался и второй, это могло бы закончиться
серьезной аварией. Причина стала очевид-
ной, когда второй болт отломился прямо
у вас "в руках", едва вы накинули ключ
и попытались его отвернуть. Похоже, ка-
кой-то горе-механик заменил специальные
упрочненные болты на какие-то несорто-
вые, непонятного происхождения.
Пожалуйста, заменяйте крепежные де-
тали в автомобиле только сопоставимыми
по прочности, а лучше оригинальными!
Кстати, некоторые импортные крепежные
детали имеют маркировку в верхней части,
означающую их относительную прочность.
Помните, что часть болта без резьбы предназначена для работы на сдвиг
и поэтому прочнее, чем резьбовая часть. Используйте болты с нереэьбовой ча-
стью такой же длины, как и старые детали, иначе они могут лопнуть под боко-
вой нагрузкой. Кроме того, если суппорт выполнен из алюминиевого сплава,
используйте болты с предварительно нанесенным герметиком - фиксатором
резьбы. Такой болт не приржавеет.
Но задумайтесь еще вот о чем.
В наше время легковыми автомоби-
лями в большинстве случаев управ-
ляют люди, которым ничего не ска-
жут ни показания вольтметра, ни
показания амперметра. Чтобы по-
нять, обращаться в автосервис или
нет, им вполне достаточно сигналь-
ной лампы, показывающей, заряжа-
ется или разряжается аккумулятор
в принципе. Тому же, кто понимает
в показаниях приборов, переход на
световую индикацию может пока-
заться глупостью.
И еще. Во многих новых моделях
автомобилей регулировка напря-
жения и зарядка аккумулятора кон-
тролируются специальным микро-
процессорным блоком. Как правило,
в его обязанности входит и диагнос-
тика электрооборудования. Такой
модуль выводит на дисплей прибор-
ной панели конкретную информа-
цию о неисправности. ПМ
ДОРОГИЕ ЧИТАТЕЛИ!
На ваши вопросы отвечает
Дмитрий Филонов. Пишите нам
по адресу: 125212, г. Москва,
ул. Выборгская, д. 16, стр. 1. Редакция
журнала "Популярная механика".
E-mail: pm@imedia.ru
ОКТЯБРЬ 2 0 03 POPULAR ВОИТЛЯРНАЯ МЕХАНИКА
107
новый
Сильно изношенный
наконечник рулевой
тяги - источник
не только стука,
но и серьезной
опасности. Перед его
заменой измерьте
полную длину
рулевой тяги, затем
уже с новым
наконечником
отрегулируйте тягу
до той же длины.
Однако это
временная мера: вам
все равно придется
отправиться на
станцию
техобслуживания для
точной регулировки
* углов установки
колес
ВТУЛКА РЕГУЛИРОВКИ
СХОЖДЕНИЯ КОЛЕС
Miiihi.iiiuiiihMhiiiiiM'
^1Н111й!Пнптш|1|Ц!
Конечно, неприятно, когда езда по
неровной дороге сопровождается
дребезжанием и скрипом панелей
интерьера. Но на безопасность дви-
жения этот шумовой оркестр не влия-
Ну а если серьезно, то стуки из-под
днища в большинстве своем связаны
с неисправностями подвески и раз-
бираться с этим нужно сразу, как толь-
ко вы их обнаружите. Потому что под-
Степень сложности
ВЫСОКАЯ
ет, разве что косвенно - расшатывая
веска - это не только плавность хода
Резиновые подушки, втулки и рези-
вашу нервную систему. К тому же
от "сверчков" и "барабанщиков",
и управляемость. Подвеска - это ваша
безопасность, причем ежесекундно.
но-металлические шарниры ("сай-
лент-блоки") используются во мно-
АВТОСЕРВИС
заведшихся в салоне, не так уж труд-
но избавиться - об этом мы уже пи-
сали ("ПМ" № 7 (9)). Гораздо хуже,
когда звук идет снаружи. И если по
дороге
на дачу
пассажиры спрашивают, не под дни-
ще ли вы спрятали дрова для суббот-
него шашлыка, то дело уже совсем
никуда не годится. Возможно, вы
начнете сеять болты, гайки и детали
подвески, уже съезжая со следующе-
го холма.
Почему стучит?
Вполне закономерен износ металли-
ческих деталей, несущих автомобиль
над землей и направляющих колеса,
особенно если возраст машины вну-
шает уважение. В изношенных шар-
нирах появляется зазор, который вы
начинаете самым натуральным обра-
зом слышать.
Еще более закономерен износ ре-
зиновых изделий, испытывающих по-
стоянное трение и перекручивание.
гих соединениях деталей подвески.
Они призваны избавить нас от шумов
и вибраций, которые передавались
бы на кузов, будь шарниры жесткими.
Собственно, слово "сайлент" ("silent")
и означает "тихий". Но век этих де-
талей не так уж и долог, особенно на
наших дорогах и в нашем климате.
Со временем резина растрескивает-
ся, теряет упругость, проседает и де-
тали подвески начинают совершать
гораздо менее контролируемые пере-
мещения в пространстве, иной раз
SHINS MA f WlH
108
ПОПУЛЯРНАЯ ЮХАНЯКаН POPULAR МЖСВАЫЮЗИ ОКТЯВРЬ 2003
автомобили
соприкасаясь и издавая угрожающие
звуки. Да и ослабший слой резины уже
не всегда в состоянии противостоять
ударам от дорожных неровностей.
Постепенно изнашиваются и уплот-
нения амортизаторов. Уходит жидкость,
и поршень движется уже в почти пус-
том цилиндре, издавая грохот.
А бывает и так, что от постоянной
тряски просто-напросто ослабевают
крепления, отворачиваются болты и
гайки. И те детали, которые должны
быть неподвижными, начинают ходить
ходуном.
Но самое неприятное во всем этом
даже не звук. Болтающиеся тяги и
рычаги, плохо работающие аморти-
заторы - это разлад в сложном меха-
низме подвески, тщательно настро-
енном конструкторами и испытателя-
ми. Разлад, который оборачивается
ухудшением плавности хода, устойчи-
вости и управляемости машины. А уж
разрушение деталей подвески может
кончиться совсем плачевно, особен-
но если это произойдет на высокой
скорости.
Что не так?
Стук, - это симптом, а нам нужен ди-
агноз. Но, к сожалению, найти источ-
ник шума не так-то просто. Шум дви-
жущегося автомобиля, сложная кон-
струкция современных подвесок, а так-
же искажение звуков при прохожде-
нии через шасси и кузов помешают
точно определить проблемный участок.
В любом случае нужно идти от об-
щего к частному, и прежде всего сто-
ит более или менее точно установить,
спереди или сзади слышен звук.
Очень важно найти место на доро-
ге или условия, когда этот шум слы-
шен наиболее отчетливо, и "научить-
ся" его воспроизводить (это умение
пригодится и для проверки после ре-
монта). Затем выньте из машины все,
что там лежит, вплоть до запасного
колеса и инструмента, и повторите
эксперимент. Если звук остался, зна-
чит, проблема действительно есть.
Возникает вопрос, а нужно ли всем
этим заниматься, если ремонтировать-
ся вы поедете на сервисную станцию.
Решать вам. Но если вы даже прибли- |
зительно установите, откуда исходит
шум и при каких условиях он возни-
кает, это поможет мастеру быстрее и
точнее установить истинную причину
его возникновения. И не исключено,
что при этом вы сэкономите немалую
сумму. Ибо, к сожалению, еще встре-
чаются недобросовестные механики,
которые, ленясь установить истинную
причину неисправности, начинают
менять "все, что шевелится". В неко-
торых же случаях ремонт несложен
и почти ничего не стоит. Например,
вы сами легко сможете затянуть гай-
ку опоры стойки подвески или амор-
тизатора (для надежности добавьте
каплю анаэробного клея для резьбо-
вых соединений) или заменить втулки
креплений амортизатора и стабили-
затора поперечной устойчивости.
Втулки стабилизатора поперечной устойчивости изнашиваются, кронштейны могут разболтаться.
Гайки кронштейна можно затянуть, а вот изношенные втулки подлежат замене
Отсеем лишнее
Бывает так, что звуки, идущие из-под
машины, не имеют ничего общего ни
с подвеской, ни с рулевым управле-
нием, однако на слух разницу опре-
делить довольно сложно.
Возьмем, к примеру, систему выпу-
ска - нейтрализатор выхлопных га-
зов, резонатор, глушитель, соединя-
ющие их трубы. Если они установле-
ны неточно, расположены не так, как
следует, если разболтались или сло-
маны их крепления - эти узлы и дета-
ли будут периодически соприкасаться
друг с другом, с кузовом, с кардан-
ным валом. В результате - странный
шум и стук. Чтобы проверить, не этот
ли звук вы слышали, покачайте сис-
тему из стороны в сторону, но снача-
ла убедитесь, что все детали остыли.
Особенно будьте внимательны с ней-
трализатором: он раскаляется до та-
кой степени, что даже бывали случаи
воспламенения сухой травы под ма-
шиной на лесной стоянке.
Стук может быть вызван повреж-
дением или ослаблением опор сило-
вого агрегата (двигателя и трансмис-
сии). В этом случае он будет скорее
проявляться при резком добавлении
и сбросе газа, причем не только на
плохой дороге.
Обнаружить дефекты переднего
подрамника и креплений агрегатов
можно, заведя двигатель, нажав тор-
мозную педаль и несколько раз по-
пытавшись тронуться вперед-назад
при зажатых тормозах. Для этого вам
понадобится помощник, ибо вам нуж-
но будет смотреть и слушать, находясь
под автомобилем. Проверьте опор-
ные подушки двигателя, трансмиссии
и агрегатов привода, а также подвес-
ку глушителя: при смене нагрузки
они могут издавать стук. Также следу-
ет обратить внимание на карданный
вал, его промежуточную опору, кар-
тер главной передачи и его крепле-
ние к раме (подрамнику, кузову).
Шум - на глаз...
Начать обследование подвески мож-
но с самых доступных мест: у многих
ОКТЯВРЬ 2003В POPULAR МЖСНАК1С8 ПОПУЛЯРНАЯ МКХАПИКА
109
автомобили
автомобилей гайки верхних опор
амортизаторов и стоек ''МакФерсон"
находятся под капотом и в багажни-
ке. Посмотрите, не ослабли ли они.
Проверьте узлы, в которых предус-
мотрена регулировка зазора - напри-
мер, подшипники колес. Заблаговре-
менно прочитайте, как это делается.
Уж. если вы забрались под автомо-
биль, то внимательно осмотрите всю
ходовую часть. Иногда проблемное
место можно определить на глаз -
по видимым внешним признакам.
Посмотрите, нет ли где масляных
потеков и пятен. Проверьте, целы ли
резиновые пыльники шаровых шар-
ниров подвески, шарниров рулевых
тяг, шарниров равных угловых скоро-
стей, на месте ли пружинные кольца
и хомуты этих пыльников. Разгерме-
тизированные шарниры очень быстро
изнашиваются (уходит смазка, попа-
дают вода, грязь и т. д.).
Проверьте, нет ли видимых по-
вреждений, не видно ли "набитых"
мест - следов взаимного перемеще-
ния и соприкосновения деталей.
...н на ощупь
Если на первый взгляд обнаружить
дефект не удалось, засучите рукава
и позовите на помощь приятеля, чем
сильнее, тем лучше.
Для проверки передней подвески
захлопните капот и попросите при-
fl стойках со сменным амортизаторным патроном стук может
возникнуть из-за ослабления гайки, фиксирующей патрон
вели в стойках стабилизатора использованы
резиновые втулки, иногда бывает достаточно
подтянуть крепеж, Если сферические
шарниры, то их при износе нужно менять
ятеля надавить (руками!) на бампер,
крыло или капот (только так, чтобы
не помять!), затем отпустить и, если
получится, чуть-чуть поднять. И так
несколько раз подряд, чтобы привес-
ти в действие подвеску. В это время
тщательно осмотрите и прослушайте
рычаги, стойку передней подвески,
амортизаторы и узлы рулевого управ-
ления. Если звук есть, но определить
источник трудно, можно ВЗЯТЬ ров-
ную палку (скажем, ручку от метлы)
и приставить ее одним концом к уху,
а другим - к предполагаемому источ-
нику звука (она сработает как меха-
нический стетоскоп). Часто
щелчки и удары хорошо чув-
ствуются рукой, на ощупь.
Имеет смысл
t _J взяться рукой
в месте соеди-
нения двух де-
талей - так
лучше почув-
ствуется зазор
в соединении.
Не помогло?
Следующий способ про-
верки не требует большой
физической силы и поможет
обнаружить зазоры в руле-
вом механизме. Попросите
приятеля сесть на водитель-
ское место, повернуть ключ
и разблокировать колонку,
а затем энергично повернуть
руль из стороны в сторону, пока вы
осматриваете и ощупываете детали
рулевого механизма. Между ними не
должно быть ощутимого зазора. Кста-
ти, при повороте рулевого колеса ста-
новятся особенно доступными для ос-
мотра боковые поверхности сайлент-
блоков рычагов - их нужно осмотреть
на наличие трещин и проседаний.
Важный момент: если автомобиль'
поднят на подъемник за кузов (ра-
му), подвеска и детали рулевого ме-
ханизма повиснут под неестествен-
ным углом, что может замаскировать
люфт, который вы ищете. Поэтому на
сервисных станциях используют спе-
циальные опорные стойки, которые
подставляют под рычаги, а потом
опускают подъемник до тех пор, по-
ка рычаги не займут рабочее поло-
жение относительно машины. Кстати,
это упрощает диагностику шаровых
шарниров двухрычажной подвески,
ведь при этом они разгружаются от
сил, действующих со стороны упруго-
го элемента (пружины, торсиона), и
тогда зазор в шарнире легко опреде-
лить, покачивая вывешенное колесо
в разных направлениях. Однако при
отсутствии навыка пользоваться этим
способом опасно: машина может со-
скользнуть с подъемника и рухнуть
вниз. Поэтому вам мы советуем поль-
зоваться смотровой ямой или эста-
кадой. А для диагностики двухрычаж-
ной подвески колеса можно выве-
сить, подставляя под рычаги устойчи-
вые винтовые домкраты или специ-
альные телескопические опоры, кото-
рые продаются в магазинах запчас-
тей. В крайнем случае подойдут ров-
но отпиленные колоды из бревна ди-
аметром не менее 20 см.
Особое внимание
В подвеске некоторых автомобилей
есть растяжки, которые фиксируют
нижние рычаги независимой подвес-
ки в продольном направлении (они
могут подходить к рычагам как спе-
реди, так и сзади). Растяжки соеди-
няются с рычагами через резиновые
втулки, износ которых приводит к
появлению хорошо слышных стуков.
Со временем изнашиваются сайлент-
блоки кронштейнов, которыми рас-
110
ПОПУЛЯРНАЯ ЫЯХЛНИЯаИ POPULAR MECHAKICSB ОКТЯ БР Ь 2003
автомобили
тяжка крепится к кузову (раме, под-
рамнику). Иногда кронштейны разру-
шаются, могут также проржаветь и
места крепления кронштейнов, но эти
неисправности вызовут гораздо ббль-
шие неприятности, чем простой шум.
Подрамник, на котором собирается
подвеска, как правило, соединяется
с кузовом через резиновые подушки.
Проверить их можно, вставив мон-
тажную лопатку рядом с местом со-
единения, и, нагружая его, опреде-
лить, есть ли зазор.
Часто источником звука является
стабилизатор поперечной устойчиво-
сти. Он крепится к раме (подрамни-
ку, кузову) через резиновые втулки,
Проржавевшие точки крепления подвески -
это неминуемая авария. Туп- либо сварка,
либо свалка
причем у многих современных авто-
мобилей резина навулканизирована
прямо на стабилизатор. С рычагами
или поворотными кулаками стабили-
затор соединен небольшими стойка-
ми с резиновыми втулками, а у мно-
гих новых автомобилей - с "жестки-
ми" сферическими шарнирами. В ре-
зультате износа втулок и шарниров
появляется стук, иногда очень гром-
кий. Стабилизатор нагружен при
движении одного колеса вверх-вниз
или двух колес, но в разные стороны,
поэтому проверять его нужно на ров-
ной горизонтальной площадке.
Виновниками стука часто бывают
ослабленные или пересохшие резино-
вые втулки креплений амортизаторов.
Не забудьте проверить и сами амор-
тизаторы. Удостоверьтесь, не повреж-
дены ли на них кожухи или грязевые
щит-ки. Если амортизатор не издает
!
£
ас
явного грохота и на нем нет потеков
жидкости, то проверить его работо-
способность можно на специальном
стенде. Неисправный амортизатор
придется менять. Если автомобиль
очень старый, попробуйте воспользо-
ваться услугами фирм, ремонтирую-
щих амортизаторы, но не забудьте при
этом оговорить условия гарантии на
проведенные работы.
Самый худший вариант - если звук
издают проржавевшие точки опоры
или крепления деталей подвески к ку-
зову. Это беда. Скорее всего, проржа-
вело не только это место, а единст-
венная возможность устранить неис-
правность - наварить новый металл.
Вам остается только решить, сколько
денег вы готовы потратить на ко-
рабль, который медленно, но верно
идет ко дну. Возможно, его просто
пора отправить на покой.
В заключение
В принципе, все, что вы прочитали,
относится не только к передней, но
и к задней подвеске. С той разницей,
что в ней редко встречаются сфе-
рические шарниры, но зато гораздо
больше сайлент-блоков.
Многие пытаются уменьшить за-
зор в изношенных или поврежден-
ных соединениях, используя для этого
и тонкие металлические прокладки,
и шайбы, и обычные гайки, и т. д. Это
недопустимо - единственным верным
решением проблемы остается замена.
Это сложнее и, возможно, потребует
больше средств, чем вы ожидаете, но
это цена вашей безопасности.
И под конец еще раз то, о чем мы
писали уже неоднократно. Поскольку
подвеска непосредственно влияет на
вашу безопасность, не доверяйте ее
ремонт кому попало. А сами беритесь
за работу, только если вы доскональ-
но изучили руководство по ремонту,
имеете необходимый инструмент и
уверены в том, что справитесь. И по-
мните, что ремонт и обслуживание
узлов и деталей, влияющих на безо-
пасность движения, подразумевает
ответственность за возможные по-
следствия. Вплоть до уголовной. ПМ
ДОРОГИЕ ЧИТАТЕЛИ!
На ваши вопросы отвечает
Дмитрий Филонов. Пишите нам sgQ
по адресу; 125212, г. Москва,
ул. Выборгская, д. 16, стр. 1. Редакция
журнала "Популярная механика".
E-mail: pm@imedia.ru
Гид
покупателя
Информация о том, где можно купить товары,
упомянутые на страницах журнала
С. 52 СЕКРЕТЫ ЦИФРОВОГО
КИНОПРОИЗВОДСТВА
Sony Professional division,
vww.sonybiz.ru;
Panasonic Professional division,
www.panasonic.ru;
Thomson Professional division,
www.thomsongrassvalley.com
C. 66 TO, ЧТО НАДО
Ходячий верстак
www.balckanddecker.com
Фотоальбом на "цифре"
www.adobe.com
Нежная жесткость
www.visegrip.com
Все в одном
w ww. gate way. сот
Музыка гонки
www.dnxperformance.com
Битва бит
www.nike.com
Маленький силач
www.kubota.com/prodequip.cfm
Прислушаться к нюансам
www.infinitysyatems.com
На крючке
www.benchmade.com
"Открывалка" для пикапа
www.electric-life.com
Как нож в масло
www.dewalt.com
А ну-ка отпили
www. mil-electric-tool .com
Поколение Next
www.nikon.ru
Горячая идея
www.lennoxhearthproducts.com
"Холодная" для инструмента
www.toocoolkits.com
Серьезная игрушка
www. no г wood i ndustries.com
Осенний марафон
www.waterpillar.biz
Антиударные перчатки
www. г i n ge rsg I о ves .com
Пила на колесах
www.ridgid.com
Упаковка под давлением
www.granitegear.com
Только без рук
www.eyecontrol .com
"Скорострельная” камера
www.canon.ru
Самосвал в хозяйстве
www.maxatvs.com
Поговорим о погоде
www.gelighting.com
С. 88 ОГНЕННЫЕ КОЛЕСА
www.archerysportsusa.com
С. 118 КЛАСС ‘ЭГОИСТ”
www.capitalhobbies.com
ОКТЯБРЬ 2003И POPULAR WECU AN !CSB НОЯУЛЙРН Д.Я ЗДКХАКИКА
111
ИНСПЕКТОР-
Русский инженер-электронщик разработал «черный ящик» для автомобиля
Юрий Фирсаев вышел на эту идею
под впечатлением ставших рутинны-
ми картин автопроисшествий. С его
соседом был случай. Разъезжаясь на
перекрестке, машины чиркнули од-
на другую. Никаких преимуществ
при расхождении не было ни у од-
ного из ездоков. Но поскольку оба
не согласились на "обоюдку", дело
дошло до суда. Правда, и там ниче-
го не выяснилось. Пару раз дело от-
правлялось на доследование, но в
конце концов закрылось за отсутст-
вием документированных данных:
кто первым нажал на газ, кто по ка-
кой пошел траектории. (Точка зрения
закона, скорее всего, на этот счет
будет такова: оба виноваты, как ми-
нимум, в нарушении п. 9.10 ПДД -
несоблюдение бокового интервала. -
Прим. "ПМ".)
112
ПОПУЛЯРНАЯ ^КХАНИНАИРОРиЬАЯ МЕСИ A WICSB ОКТ Я Б РЬ 2003
автомобили
КРОТ
Вопрос "Кто виноват?", подума-
лось Фирсаеву, здесь, на удивление,
решается со слов самих участников
ДТП. Плюс противоречивые показа-
ния свидетелей. Фиксируя статику
конечной фазы аварии, стражи по-
рядка вручную производят измере-
ния, на глазок выводят данные о ско-
рости, навскидку - о длине тормоз-
ного пути. Пресловутый плюс-минус
тут может исчисляться уже не в сан-
тиметрах, а в десятках метров. И уж
точно едва ли кто скажет, сколько
секунд было у водителя на выполне-
ние спасительного маневра.
Посочувствовав приятелю, Фирса-
ев подумал: "Бывает и хуже". Порой
чужую вину вам припи-
шут просто так, за здоро-
во живешь. Спорным вопросам несть
числа. Работал ли у вас стоп-сигнал,
когда следовавший за вами автомо-
биль разбил вам багажник? Если ра-
ботал - невиновны. (Нет, невиновны
практически всегда. Дело в том, что
в обоих случаях непосредственной
причиной ДТП будет нарушение во-
дителем автомобиля, едущего сзади,
п. 9.10 ПДД - несоблюдение безо-
пасной дистанции до движущегося
впереди транспортного средства. -
Прим. "ПМ".) Но работал ли? Смо-
жете ли вы доказать, что он был ис-
правен? Вы будете жутко уязвлены
несправедливостью, так как тысячу
раз правы. В ряде случаев человек на
дороге совершенно не защищен от
I
!
ага небольшая коробочка
В состав импровизированного
"черного ящика" входят несколько
акселерометров и твердотельных
гироскопов для учета наклонов
отслеживает и записывает
ускорения, а затем по этим
данным вычисляет скорость
и траекторию транспортного
средства. И все это докумен-
тируется - фиксируется
в энергонезависимой
памяти для дальнейшего
использования
ложных обвинений и ему негде взять
доказательные материалы о своей
невиновности в метрах и в секундах.
Изобретатель засел за работу.
Новорожденный
дожидается имени
На журнальном столике перед нами
единственный интересующий нас с
Юрием в данную минуту объект. Это
черная коробочка размером с карман-
ный калькулятор, объемом примерно
в 120 куб. см. Основная ее задача -
документировать скоростной режим
транспортного средства и траекторию
его движения в секунды, предшество-
вавшие столкновению. С помощью
этого прибора можно снять вопрос о
субъективности при выяснении обсто-
ятельств ДТП. Главная работа такого
самописца - расчет ускорения, приоб-
ретаемого транспортным средством
перед аварией. Зная его, мы можем
рассчитать и скорость, и траекторию.
Макет устройства еще десять минут
назад работал на испытательном стен-
S
!
!
От редакции "ПМ" "Черный ящик" - это не только и даже совсем не инерциальная измерительная система, про
которую говорится в статье. Подобные системы, называемые IMU (Inertial Measurement Untt), давно выпускаются серийно и сво-
бодно продаются в магазинах электроники по цене от $100-200 (в IMU входят три акселерометра и при необходимости три
гиросенсора. часы, а также память, в которую записываются данные). Однако использование таких систем в гражданских
1 навигационных целях практически нереально: за один час набежавшая ошибка позиционирования может достигать 1 км!
। Поэтому такие системы используют для позиционирования лишь на "коротких дистанциях". Для точного позиционирования
। существует система GPS.
Настоящий "черный ящик" должен записывать не только ускорения и повороты, но и, самое главное, действия водителя и сиг-
налы всех бортовых систем автомобиля: вводы рулем, педалями, информацию от системы управления двигателем, АБС, фар,
ремней и подушек безопасности, круиз-контроля и т. д. Без этого данные об ускорениях, скорости и позиционировании абсо-
лютно бесполезны. Возвращаясь к приведенным в статье примерам, поможет ли запись ускорений, скорости и пройденного
расстояния выяснить, горели ли у вас стоп-сигналы? Или причину поворота по дуге радиусом 2 км - водитель повернул руль
| или просто под колесо попал камень? Или какой свет горел на перекрестке, если после столкновения оба водителя утвержда-
ют, что они ехали "на зеленый"? Нет, на эти вопросы сможет ответить лишь полноценная бортовая система регистрации.
Поэтому практически все "черные ящики", уже давно устанавливаемые многими зарубежными изготовителями (таковых уже
более десятка) автомобилей в серийные машины, записывают не только и не столько данные акселерометров, но и докумен-
тируют работу всех систем автомобиля, действия водителя и даже ведут видеозапись. IEEE (Institute of Electrical and Electronics
Engineers) занимается разработкой единого стандарта записи информации для автомобильных бортовых регистраторов. Вве-
дение подобного стандарта и глобальной базы данных об автокатастрофах Global Safety Data LLC, предложенной компаниями
IBM, Insurance Services Office и Safety Intelligence Systems, позволит изготовителям автомобилей совершенствовать конструк-
цию машин и значительно повысить их безопасность. И это. безусловно, полезно для всех нас.
октябрь 2003Иpopular mechanicsB популярная механика
113
КАК УСТРОЕН СОВРЕМЕННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР
Современные акселерометры далеко ушли от конструкции "грузик с пружинкой":
они относятся к классу приборов, называемых MEMS (Micro Electromechanical
Systems - микроэлектромеханические системы).
Наиболее распространенная сейчас схема - емкостные акселерометры. Здесь,
как и в классической схеме, используется "грузик" (массой 0,1 микрограмм!)
в виде гребенки, подвешенный на упругих элементах. Под действием ускорения
гребенка отклоняется относительно неподвижных элементов, нанесенных на
кремниевую подложку. Неподвижные элементы и подвижная гребенка являются
обкладками конденсатора, включенного в измерительную схему. По изменению
емкости конденсаторов можно рассчитать отклонение гребенки относительно
неподвижных обкладок, а значит, и ускорение вдоль оси перемещения. Для чув-
ствительности по двум осям на схеме располагают два перпендикулярно ориен-
тированных конденсатора.
СХЕМА ^УСТРОЙСТВО ЕМКОСТНОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА
Последнее достижение микроэлектромеханики - акселерометры, основанные
на принципе термоконвекции: "грузиком" здесь является газ (воздух). Внутри
акселерометра в центре каверны расположен нагревательный элемент. Вокруг
него с четырех сторон (по двум осям) расположены термодатчики, измеряющие
распределение температуры, создаваемое конвекционным потоком воздуха.
Если ускорения отсутствуют, распределение симметрично относительно верти-
кальной оси. В случае наличия ускорения распределение смещается, и термо-
датчики фиксируют это, а расположенная на этой же подложке микросхема
пересчитывает полученные данные в ускорения.
СХЕМА И УСТРОЙСТВО ТЕРМОКОНВЕКЦИОННОГО
АКСЕЛЕРОМЕТРА
03ДУШНАЯ
ПОЛВСТЪ
1
2
!
Книд,
ВОЗДУШНАЯ
волость
1 2
КРЕМНИЕВАЯ ПОДЛОЖКА
1. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ДАТЧИКИ
2. MAfPEIATEЛЬ
В13ДУШНАЦ
полость
1 г
КРЕМНИЕМ» ПОДЛОЖКА
1. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ДАТЧИКИ
2. НАГРЕВАТЕЛЬ
iVk I
КЯИШЗДК ЛМЛ1Ж1А
1. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ДАТЧИКИ
2. НАГРЕВАТЕЛЬ
УЕКОРЕКНЕ
КАК УСТРОЕН КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ГИРОСКОП
Классический гироскоп - вращающийся диск в кардановом подвесе - не всегда
удобен. Поэтому для бытового использования придумали другой датчик угло-
вой скорости (коим, собственно, и является гироскоп). В колебательном гироско-
пе нет вращающихся частей. Он основан на наличии силы Кориолиса. Эта сила
действует на тело, движущееся во вращающейся системе отсчета, ее
направление определяется как векторное произведение скорости тела во вра-
щающейся системе и угловой скорости вращения са-
мой системы - перпендикулярно плоскости, в кото-
рой лежат угловая скорость и скорость тела.
Колебательный гироскоп представляет собой колеб-
лющуюся пластину (обычно треугольную призму из
пьезоэлектрика). Если пластину повернуть, то за счет
силы Кориолиса она отклонится в плоскости, перпен-
дикулярной первоначальной плоскости колебаний.
Измеряя это отклонение с помощью сигналов, снима-
емых с электродов на гранях, и обрабатывая полу-
ченные данные, можно получить скорость вращения
вокруг одной оси. Если нужно отслеживать вращение
в нескольких плоскостях, используют несколько соот-
ветственно расположенных гироскопов.
НАПРАВЛЕНИЕ К0ЛЕБММ
де. После снятия крышки глазу откры-
ваются размещенные внутри элементы
и узлы. Для контроля работы на при-
бор установлен жидкокристалличес-
кий дисплей, по которому скользят
цифры. Самое незначительное движе-
ние руки провоцирует изменение ско-
рости бега цифр. Точно так же прибор
поведет себя в деле. Сердце прибора
- его силовой сенсор, микросхема ак-
селерометра. В этом маленьком уст-
ройстве чувствительный элемент фик-
сирует ускорение по двум осям. Ко-
нечно, акселерометр изобретен не
сегодня, рассказывает изобретатель.
В механическом варианте это был
подпружиненный по оси металличес-
кий шарик. Зная его массу по степени
отклонения от центрального положе-
ния можно было измерять ускорение.
На сбор данных работают и другие
компоненты устройства. В связке с ак-
селерометром действует такой элек-
тронный прибор, как пьезокерамичес-
кий гироскоп. Это тоже микросхема,
рассчитывающая угловую скорость.
Юрий объясняет, что роль гироско-
па - убрать ускорения, вызванные про-
екцией притяжения Земли на негори-
зонтальные участки дороги. При езде
с горы водитель может приторма-
живать, соблюдая скоростной режим,
однако на акселерометр действует
притяжение Земли, и он завысит ско-
рость. Гироскоп вносит коррективы в
эти данные: ''черный ящик" покажет
точно, сколько было на самом деле.
Микроконтроллер - мозг устройства,
узел, отвечающий за сбор и хранение
информации, снимаемой с датчиков,
в энергонезависимой памяти.
"Проводя обкатку, - продолжает
Фирсаев, - мы записываем показания
от бортового регистратора в память,
чтобы отработать порядок отзыва вос-
требованной информации в систему
восстановления параметров движения
(СВПД) постфактум. Ради чего все и
затевалось. Пока отработана система
документирования двух основных па-
раметров: скоростного режима транс-
портного средства и его траектории.
Но я должен сказать, что и с назван-
ными основными параметрами само-
писец уже прозрел; он способен про-
ливать свет на очень тонкие, едва уло-
114
ПОПУЛЯРНАЯ А^ЖЗСЛЯИКАВ РОРПЪАВ ЫКиНАКХСЗЯ ОКТЯБРЬ 2003
автомобили
ЫУРЙДИБАГЯИИ
вимые вещи. Например, он покажет,
что при скорости в 100 км/ч автомо-
биль, который следовал по прямой
линии, вдруг изменил направление
движения по дуге с радиусом в 2 км.
В этом случае поворот движущейся
машины настолько мал, что сторон-
ний наблюдатель, да и пассажир, его
не заметит. Поворот будет воспринят
как движение по прямой. Но при ана-
лизе действий участников аварии эти
данные скажут о многом. Превышение
скорости, опасное подрезание, резкое
торможение - фиксируется все".
Детище “Формулы-1”
На Западе идея зародилась шесть лет
тому назад в кузнице новых технологий
автостроения, каковой считаются гон-
ки " Формулы-1 ”. (Идея, скорее всего,
появилась намного раньше. Например,
компания General Motors комплектует
некоторые свои серийные модели впол-
не полноценными "черными ящиками"
еще с 1990 года. Видимо, автор имеет
в виду обязательное оснащение. -
Прим. "ПМ".) На сегодняшний день в
США и в Японии прошли испытания
моделей "черных ящиков" для массо-
вого пользователя. Сейчас ряд фирм
уже устанавливают их на некоторую
часть своей серийной продукции. Разу-
меется, интерес компаний простирает-
ся дальше заботы о безопасности. За-
одно с решением проблем страховых
фирм "черный ящик" задним числом
способствует выявлению слабых мест
в конструкции машины, дает пищу для
размышлений при отработке моде-
лей. Так, самописцы помогли специа-
листам Ford изменить в кузовах конст-
рукцию пола. Как итог, сообщает ви-
це-президент службы инжиниринга
компании Джон Валентайн, у попав-
ших в аварию владельцев резко со-
кратилось число травм ног и коленей.
"Подсказки могут быть разными по
степени сложности, - считает Фирса-
ев. - Ну, скажем, можно устанавли-
вать дефекты в конкретных машинах.
Можно, накопив статистику, укоро-
тить или видоизменить форму капота,
чтобы водитель лучше видел участок
дороги, по которому он едет. Можно
добыть информацию, правильно ли
спроектирован тот или иной перекре-
сток. Меня, признаюсь, прибор порой
уводит в область автомобильной футу-
рологии: он помог бы сконструировать
фары, которые следовали бы за пово-
ротом рулевого колеса, - это пригоди-
лось бы на вираже в темное время су-
ток". (Такие фары не вопрос будуще-
го. Подобной системой уже оснащены
многие серийные представительские
машины: Mercedes Е-класса, "пятер-
ка" BMW, Lexus RX330. А вообще пер-
вые поворотные фары появились еще
в 1967 году на автомобиле Citroen
DS21, там они поворачивались вслед
за рулем с помощью системы механи-
ческих тяг. - Прим. "ПМ".)
А нам это надо?
В России проблема документиро-
вания последствий дорожных ка-
тастроф может обостриться даже
раньше, чем мы думаем. Речь о вве-
денном обязательном порядке стра-
хования личного транспорта. Одно
дело, когда тяжба идет между фи-
зическими лицами, и другое - меж-
ду тяжеловесами в лице страховых
компаний. Вероятно, компании
будут не прочь получать максимум
информации об авариях с участием
их клиентов.
"Черный ящик" легко снимает
возникающие вопросы. Ключом к
истине становятся данные о факти-
ческих действиях водителя до точки
невозврата, а именно - о степени
агрессивности вождения, о времени
принятия решения, о скоростном
режиме, тормозном пути, работе
трансмиссии, электрооборудования,
о том, что происходит с автомоби-
лем за десять, пять, три, одну секун-
ду до столкновения. И все это в мет-
рах, в секундах, в единицах понятных
специалистам физических величин.
Фирсаев уверен, что будущее за
автосамописцами. На самолетах,
говорит он, долгое время "черных
ящиков" не ставили. Для чего их
придумали? Людям понадобилось
совершенствовать конструкцию
самолетов, способы навигации и со-
провождения наземными службами,
навыки пилотов. Что объединяет са-
молет и автомобиль? Оба - средства
передвижения, у каждого из кото-
рых, правда, своя опора. Однако,
как мы видим, загруженность земных
трасс не идет ни в какое сравнение
с загруженностью трасс небесных.
Так что вопрос скептика "А нам
это надо?" придется переадресовать
квалифицированному законопослуш-
ному водителю. Уж он-то точно ос-
танется от нововведения в выигры-
ше. Впрочем в конечном итоге оно
благотворно отразится и на осталь-
ных. "Черный ящик" будет их пере-
воспитывать. пм
Валерий Дубинский
8UGRCTS
Максимальная скорость +
Экономичность +
Динамичность +
Экологичность +
20%
30%
30%
50%
Официальный дистрибьютор "Bugaets” в России
“Автозапчасти на шоссе”
Тел./факс: (095) 755-30-14
www.bugaets.ru
ОКТЯБРЬ 2003НРОРГТ1.АН MSCHAHIGSl ЦОПТЛЯрНАЯ МйХАНИНА
115
ssfe &re° £fe==fi«s^ =====? eb *а»й-' *ss Л«§^ *A «
НАД РОТОРНЫМ
ТХ ДВИГАТЕЛЕМ
От редакции “ПМ"
В нашем самом первом номере, ко-
торый вышел в ноябре 2002 года,
мы писали об удивительном изобре-
тателе по фамилии Ванкель, у кото-
рого даже не было водительских
прав. Что не помешало ему приду-
мать самый красивый двигатель со-
временности - роторный. Но в том
материале основное внимание было
уделено челове-
ку а не двигате-
лю. Сегодня мы исправляем допу-
щенный перекос и напишем только
ВАНКЕЛЬ
об автомобиле Mazda RX-8, который
построен вокруг уникального ротор-
ного двигателя.
Mazda - единственная крупная
компания, выпускающая автомобиль
с роторным двигателем. Такой дви-
гатель гораздо мощнее аналогич-
ного по размеру "классического",
цилиндрового. С его помощью крас-
ное "купе" RX-8 разгоняется до
Porsche-подобных скоростей за цену
Volkswagen. К тому же не нужны ни
коленчатый вал, ни клапаны. Но
ранее у роторных двигателей был
крупный недостаток: они были чрез-
мерно прожорливы и сильно загряз-
няли воздух, так как "недожигали"
топливо.
Японцы утверждают, что им уда-
лось укротить невозможную жажду
двигателя. Действительно, базовая
модель со 190-сильным двигателем
потребляет всего 10,8 л на 100 км,
а 230-сильная модель - всего 11,4 л
на 100 км. Да и выхлоп соответст-
вует не только нынешним европей-
ским требованиям (Евро-3), но и
следующему уровню (Евро-4).
не
ПОПУЛЯРНАЯ «ККАЯИКаИ POPULAR MaCHANiCSl ОКТЯБРЬ 2003
автомобили
Объем мотора заднеприводной
Mazda RX-8 - всего 1,3л,и может
показаться, что это аналог Nissan
Micra или Volkswagen Polo. Но в от-
личие от обычных, возвратно-посту-
пательных, двигателей с цилиндра-
ми у двойного ротора Mazda тре-
угольные роторы, которые крутятся
и выдают гораздо бблыиую мощ-
ность. Вначале роторный двигатель
издает странноватые жужжащие
звуки, частота которых повышается
с повышением передачи. Скорость
вращения двигателя гораздо выше,
чем у обычных моторов: красная от-
метка находится на уровне 7000 об./
мин, а пик - 9400 об./мин. У обыч-
ных бензиновых двигателей она ред-
ко превышает 6000 об./мин. У RX-8
максимальная мощность снимается
при 8200 об./мин, и автомобиль
разгоняется до 100 км/ч за 6,4 с.
RX-8 уже продается в США и Япо-
нии. В Европе автомобиль поступит
в продажу в октябре. Ожидаемая
цена - 28 тысяч евро. ПМ
Нэйл Уинтон
RX-8 - НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА РОТОРНОЕ "КУПЕ"
Сердце нового 'купе” RX-8 от компании Mazda - роторный двигатель, который крутится и свистит. разгоняя машину до спортивных
скоростей. Но цена RX-8 находится а класса недорогих моделей Volkswagen. Доухроторный двигатель объемом 1,3 л по мощности
аналогичен трехлитровону многгприлмндровому монстру. До 100 км/ч машина рвзгонивтся за 6,4 с.
ДВИГАТЕЛЬ: 1Д л. роторный. МОЩНОСТЬ: 231 л.с.
МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ: 235 км/ч
КОРОБКА ПЕРЕДАЧ: ручная (механическая),
шестиступенчатая
ПОТРЕБЛЕНИЕ ТОПЛИВА: 1 л на 8.8 км
(примерно 11,4 л на 1(H) км)
ПОДВЕСКА: спереди -
деухрычажная,
сзади - многорычажная
ВЫХЛОП С02:284 г на 1 км
ДЛИНА: 4430 мвл
ВЫСОТА: 1340 мм
ШИРИНА: 1770 мм
MA/.' A ’ЯЯ WlfiTM w
КАК РАБОТАЕТ ДВУХРОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ MAZDA RENESIS. В отличие От воз-
врати о-п осту пате л Ьн О ГО двигателя с цилиндрами у Renesis имеются два треугольных
ротора, которые вращаются и вырабатывают энергию. При такой схеме традиционные
коленчатый вал и поршни становятся излишними, а мощность двигателя повышается.
ВПУСК
КАМЕРА СГОРАНИЯ
БЛОК ДВИГАТЕЛЕЙ (статор)
РОТОР (пяршвиь)
Эксцентрическая
траектория вокруг
центрального вала
1. Впуск. Край остова яраходит мимо впусюшго
ВЫПУСК
2. Сжатие, Ротпр лрпдолжает вращение,
•киат тнпливиая смесь втягивается в камеру.
Свечи зажигания
3. Рабочий ход. Воспламенение -
сгорание выделяет энергию, раскручивая ротор.
В один момент времени
происходит три разных
такта. Полный четырех-
тактный цикл требует
1/3 оборота ротора,
центральный вал при этом
совершает один оборот.
смякая сив».
4. Выпуск. Край ротора проходит выпуск-
ное онио, вымлопиые газы мюшамт статор.
октябрь гоозИ popular ыхснамсяИ популярная механика
117
мастер-класс
КЛАСС “ЭГОИСТ
чт о. на
галфинд
Скажем сразу, запуск
радиоуправляемой
яхты - куда более
релаксирующий вид
отдыха, чем, например,
управление моделью
самолета. Ошибка
в управлении не будет
стоить вам безнадежно
разбитой модели,
а управлять парусником
через две-три минуты
сносно могут даже
блондинки.
Мы проверили
Ура! Утром в субботу небольшой
ветерок разогнал тучки, самая пого-
да для радиоуправляемого яхтинга.
Найти место для запуска нашего па-
русника довольно просто: в Москве
достаточно водоемов. Нам же от ре-
дакции до реки вообще рукой по-
фордевинд
шенном Водном стадионе и реши-
ли запускать.
С проблемами начали сталкивать-
ся на первом этапе: с разбега яхта
в редакционный лифт не проходит,
а он побольше стандартных "домаш,-
них" лифтов. Однако, приноровив-
шись, все-таки проходим в лифт.
Внизу становится очевидной новая
проблема: яхта не помещается ни ‘
в "девятку" нашего главного кон- . "
118
ПОПУЛЯРНАЯ МЯХАНКМАИ POPULAR MKCHAKICSB ОКТЯБРЬ 2003
мастер-класс
сультанта по судомодельному спорту
Антона Коршикова, ни тем более
в двухместную машину главного ре-
дактора. Мы почти уже решились де-
монтировать у парусника мачту, ког-
да к нам подоспела нежданная под-
мога в лице обладательницы VW
Golf. Если у такой машины сложить
задние сиденья, радиоуправляемая
яхта поместится там как раз.
Подготовка
Минут двадцать уходит на "дозаправ-
ку" яхтенных аккумуляторов, питаю-
щих приемник радиоуправления и
две рулевые машинки. Небольшой
опыт показывает, что с нашим вялым
Спуск на воду нашей красавицы
ничем особенно примечательным от-
мечен не был: постояв несколько се-
кунд у набережной, яхта наполнила
паруса и бодро заскользила по воде,
обгоняя весельные лодки с отдыхаю-
щими. Дальность плавания, как вы-
яснилось, ограничена только прямой
видимостью: яхта безукоризненно
слушалась управления даже на зна-
чительном удалении от берега.
Управление
Преимущество яхты очевидно: она не
требует ни двигателя, ни, соответст-
венно, топлива, был бы только не-
большой ветер. Недостаток вытекает
из преимущества: яхта не может ид-
ти против ветра. Вернее, она никогда
не ходит строго против ветра, такое
положение называется "левентик".
Не очень любит наша яхта ходить и
строго по ветру (фордевинд), норовя
носом зарыться в воду. Самый краси-
вый курс - когда яхта идет под углом
к ветру. Собственно, по этому при-
знаку и определяются в парусном
флоте курсы: острые, когда яхта идет
под острым углом к ветру, и полные,
когда яхта движется по ветру. На ост-
рых курсах парус работает как крыло,
на полных - просто является препят-
ствием для ветра. Как крыло, согла-
ситесь, приятнее.
энтузиазмом заряда аккумулятора
вполне хватит до конца сезона.
Все, зарядка завершена. Теперь
ответственная работа - герметизация
крышки верхней палубы, обеспечива-
ющей доступ в трюм к радиоуправ-
РЕГАТА
лению, единст-
венной части на-
шей яхты, боящейся воды. Некоторое
время яхта стоит на краю бетонной
набережной, и мы опробуем радио-
управление и подтягиваем такелаж.
Небольшой секрет: на левом рычаге
нашего пульта радиоуправления, от-
вечающем за паруса, наш консуль-
тант Антон удалил пружинки. Они
возвращали рукоятку в нейтральное
состояние, что для управления пару-
сами неудобно - ну нет на яхте нейт-
рального положения для парусов.
ОКТЯБРЬ 2003BPQPGLAR AtffC S Я О ПУ Л Я
мастер-класс
Первый приобретенный под на-
блюдением Антона навык - удер-
живание яхты на остром курсе. Ис-
кусство состоит в умении правильно
выбрать паруса. Наша шкотовая ма-
шинка в трюме одновременно вы-
бирает как стаксель (маленький пе-
редний парус), так и грот (основной
парус), что сильно упрощает управ-
ление: оба паруса всегда стоят под
одним углом. Если шкот выбран
сильно, то есть паруса стоят почти
параллельно корпусу, их площадь
по отношению к ветру максималь-
ная, при сильном ветре яхту будет
класть на борт. Если ослабить натя-
жение, то парусность уменьшится и
скорость упадет.
Следующий навык - смена курса,
или, как говорят яхтсмены, изменение
галса. Оно происходит путем поворо-
тов оверштаг (когда направление на
ветер пересекает нос лодки) и форде-
винд (когда направление на ветер пе-
ресекает корма). Поворот носа яхты к
ветру называется приведением к вет-
ру. Такой поворот осуществляется
плавным выбиранием шкотов и пере-
кладыванием руля в сторону поворо-
та. Если поворот делать не слишком
энергично, то яхта застынет в положе-
нии левентик и будет некоторое вре-
мя напоминать неуправляемый попла-
вок. Выход один - стравливать шкоты
и ждать, когда яхта развернется к вет-
ру боком и вновь наберет скорость.
Руслан гусиное
120
ПОПУЛЯРНАЯ МаКЛЯИИАвРО^иЬАЙ МКСИДЯЮБвОИТЯВРЬ 2003
мастер-класс
Более простое изменение курса
яхты в подветренную сторону назы-
ние галсами, или лавировка. Наша
же яхта ходила под гораздо ббльши-
Проблемы
Сначала одна из наших блондинок,
увидев, что яхта идет бодрым ходом
прямо в бетонный пирс, с криком
"Она идет прямо на меня!" выро-
нила пульт управления. Яхта въехала
в пирс, навсегда лишившись краси-
вого пластмассового якоря на носу.
Следующая проблема оказалась се-
рьезнее. На значительном удалении
от берега яхта вдруг перестала слу-
шаться руля и стала закладывать ле-
вый поворот. Хорошо, что ветер дул
в сторону берега и через некоторое
время наш парусник прибило к пир-
су неподалеку. Оказалось, что не вы-
держал эпоксидный клей, на кото-
ром крепилась внутри яхты палуба
с рулевыми машинками. Как объяс-
нил AHtpH, перед нанесением клея
следовалб зачистить гладкий борт
крупной н^дачной бумагой. Попы-
вают уваливанием. Для того чтобы
повернуть под ветер (увалить), нужно
плавно переложить руль в сторону
поворота, постепенно подтравливая
оба паруса, пока они не займут поло-
жение согласно выбранному курсу.
Последний навык - хождение про-
тив ветра. Честно говоря, ни одна па-
русная яхта никогда не ходит прямо
против ветра. Большинство яхт не
могут удерживать курс под углом
меньше 45:’ к ветру, поэтому для до-
стижения цели, лежащей в пределах
этого сектора, надо сделать серию
зигзагообразных маневров по отно-
шению к ветру, известных как хожде-
ми углами - думаем, градусов 30.
Вот и все. На самом деле, управле-
ние яхтой в реальной жизни оказалось
гораздо проще, чем описано выше.
После пары попыток каждый из участ-
ников нашей мини-регаты вполне ос-
ваивал управление, и яхта бодро бега-
ла под разными галсами, мастерски
лавировала и ходила любыми курсами,
причем довольно быстро, обгоняя про-
плывающие мимо весельные лодки.
Когда научишься управлять яхтой,
становится несколько скучновато.
Явно не хватает еще одной-двух яхт
для гонок. Так что, если у кого есть
такие яхты, пишите, погоняем.
таемся
щее
БЛАГОДАРИМ
□REMEL
ООО “РОБЕРТ БОШ"
129515, г. Москна, уд. Академика Королева, д. 13, стр. 5
Тел.; {095} 935-71-93/94. Факс: (095) 935-71-98
Многофункциональный инструмент имеет болев 150 сменных насадок и приспособлений,
позволяющих выполнять самый широкий круг работ с различными материалами
Крупнейшие дилеры, у которых можно приобрести инструменты и оснастку марки Dremel
“ИНСТРУМЕНТЫ", г. Москва, ул. Коломенская, д. 17, тел. (095) 778-32-27
“ИНСТРУМЕНТЫ”, г. Москва, Петровско-Разумовский пр., д. 5, тел. (095) 728-78-15
“ДОМОВОЙ", г. Москва, Павелецкая пл., д. 1, т«лд, (095) 235-45-88
“ДОМОВОЙ”, г. Москва, ул. Спартаковская, д. 18, тел. (095) 265-69-28 *
“ДОМОВОЙ", г. Москва, ул. Лесная, д. 22/24, тел. (095) 973-94-40
“ДОМОВОЙ”, г. Москва, Университетский пр-т, д. 6, тол. (095) 137-00-88
“МАРИТКАУФ", г. Москаа, Новорязанское ш., д. 6, тел. (095) 777-55-58
"ПРОММАШИНСТРУМЕНТ", г. Санкт-Петербург, ул. Новгородская, д. 13, тел. (512) 326-48-88
“СТАРИКОМ”, г. Москва, Нахимовский пр-т, д. 24, “ЭКСПОСТРОЙ", сектор Е5, место 6-18,
тел. (095) 184-80-09, 120*40*42
“МИР ИНСТРУМЕНТОВ”, г. Москва, ул. Спартаковская, д. 6, тел. (095) 267*87*71
“КРОКУС-СИТИ”, г. Москва, МКАД, 05-66 км, твд. (095) 754-95-95
“КРОТЕКС”, г. Москва, МКАД, 24 км, т/к “Твой дом”, тел. (095) 548-65-65
Левый
неподлружинекный
рычаг отвечает
за паруса, правый -
за перо руля
ТОВАР (IPTHW ИДО ОЬЭД
ошибку в следую-
пм
Александр Грек
КОРШИКОВА ИЗ МАГАЗИНА
ХОББИ" ЗА КОНСУЛЬТАЦИИ
ОКТЯБРЬ 20031POPULAR ИКСЫ ANIC 3 ЦОПТЯЯРН АН МЕТЛЯИКА
121
самосохранение
§§§б§5з|=?г jgpir^Sggja jSqg^*
ЖшЛЛ, таранить
БАРРИКАДЫ
В случится вам ехать
лу краю, и наткнетесь
чибудь огороженный
ае вы себе спокойно
ительных типов, ко-
ивают автоматичес-
кое оружие по грузовикам. Как
только вас обнаружили, начинают-
ся крики, и за вами уже погоня!
Люди не выглядят чрезмерно дру-
желюбными, и вам становится не-
спокойно. Жмете вы на газ, и -
опа! - впереди баррикада. Свер-
нуть некуда - придется таранить.
Что же делать? Спокойствие!
Для начала определите самую сла-
бую точку баррикады. Обычно это
место с краю либо там, где замок
удерживает ворота. У некоторых бар-
рикад и ворот вообще нет замка. Они
работают на электрических моторах
или магнитах. Такие штуки проще
прорвать.
Цельтесь в слабую точку. По воз-
можности используйте заднюю часть
машины, так как удар передней час-
тью может повредить двигатель и ма-
шина может встать.
Разгонитесь до скорости 45-60 км/Ч.
Если скорость будет выше, ваша ма-
шина пострадает сверх меры, а толку
больше не будет. Держите ногу на
педали газа все время, пока не про-
рветесь. Рассчитайте, сколько вам
потребуется времени на то, чтобы
повернуть или затормозить уже по-
сле того, как ВЬ| прорветесь.
Пригнитесь непосредственно пе-
ред столкновением в случае, если
вам противостоит высокая баррикада
или забор: куски препятствия могут
пробить лобовое стекло и нанести
вам телесные повреждения.
Избегайте столбов и анкеров, утоп-
ленных в землю. Они могут погнуться
и не сломаться. Они также могут нане-
сти урон днищу вашего автомобиля,
препятствуя последующему движению.
Повторять по необходимости. Пусть
ваша страховая компания заботится
об ущербе. ИМ
Отдел распространения
Тел.: (095; 232-3200
Телефакс: 1095) 232-1760
Информэдмя с подлиске
Координатор отдела подписки
Елена Митенюеа, mitenkcwa&mecia.ru
Тел; 232-9251 ...
Телефакс: (095) 913-2941
E-mal: podpiska^imedia.fu
Директор по распространению
Та-ьяяа Шалыгина
^diygioafrrn«Ur‘j
Менеджер по распространению
а Моске*
| Любовь Львова. Ivova©rmedia .ru
Менеджеры по распространению "Эда* <09Б} 9)4-2 132
в регионах ‘Наша Пресса" (095)«£7363
Актон Волков. '/okhok.^i^iiia.ru - Пресс-Клуб' (095? 937-2801
В/вдлмнр va?cunjrj©irr»edb.4i ”Лжг Ладит
Тел.:(095J 232-3200 (095) 154-556?
Телёх^кг. (095) 232-1760 хотадни-Пре^с’- <095; 2)9-7410
•'флс" (095) 941-05$?
’Ценгрог-еча-ir Д95) 924-2323
КАЗАНЬ:
Наши распространители
МОСКВА:___________________
'Агёнгсий Роспе^ап" (095) I95-1-
"Ариа-АкФ* 6395’; 207-5206
‘АРП - Регион* (095} 291-8566
ДМ-Лоессс {-395} 933-3061
’’Маарт-Медм" (095) 332-5018
"МГ Логос* (095:974-2 <31 ЕКАТЕРИНБУРГ?___________ Т (371} 722-6955
1Меурсйолитеид5еи- да274-6201 ‘ Фактория-Пресс ’ (3432) 22-2553 "Зрс-Периодика” (095) 257-5274
(8432) 15-0862
КРАСНОДАР ,
"Пресс-Курьер”
(8612)62-7856
МИНСК:_____________
“Гэм-Инфо”
‘Ai-ф КаэадсгйН4 (3272) 21 -76G3 НИЖНИЙ НОВГОРОД:
‘•ВигНа-Алат^-Пзед4 <3272132-2207
ВОРОНЕЖ: _
^однЙПрйс Воронеж'
{0732)71-1051
ЕКАТЕРИНБУРГ?
•Роспечать” (8312) 35-1907
НОВОСИБИРСК-
•АРПИ Сибирь11 (3832120-3626
РИГА: ' -
•2.7- РОСТОВ-НА-ДОНУ;_____________________
•Петли’(8632)62-5874
САМАРА ___________________
. /8452? 92-4843
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ:
’Нееа-Пресс" (5121 324-6740
_______ /Метролреа'(812)449’1202-
"Росиечать* (812) 275-3429
САРАТОВ:
'Пресса Поволжья" (В452) 50-54С0
ХАБАРОВСК
"УРА Супермаркет” 14212) 30-5617
ВЛАДИВОСТОК:
“бладпресса” (4232) 43-7765
ПЕРМЬ:
ЧП Севэпьян» {3422)61-8392
популярная «хханикаВpopular MICHANJCRBОКТЯБРЬ 3003