Юный техник, 2005 № 05

На автомобиль такой реактор, пожалуй, не поставить, но поселок или небольшой город энергией он обеспечит.

Кстати, из-за рубежа пришла весть, что в США начаты работы над конструированием подобного реактора для самолета (см. подробности в статье «Так полетим ли на «ядре»?»). Так что не исключено, что и автомобили со временем могут стать совсем другими.

Схема квантового реактора Солина:

_{1— источник ускоренных электронов; 2— регулирующие элементы; 3—} вакуумная система; 4— вакуумная камера; 5— активная зона.

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

ПРИРОДУ НЕ ОБМАНЕШЬ.Наше чувство равновесия обеспечено идеально отлаженным механизмом, полагает физик из Калифорнийского технологического института Тод Сквайре. Однажды он обратил внимание на то, что у мыши и у кита полукружные каналы внутреннего уха, где расположен вестибулярный аппарат, отвечающий за пространственную ориентацию, практически одного размера и вполне сравнимы с человеческими. Но если это так, выходит, именно такие размеры вестибулярного канала являются оптимальными?

Смоделировав устройство вестибулярного аппарата, Сквайре стал изменять четыре ключевых параметра — внутренний и внешний радиусы полукружных каналов, толщину и высоту мембраны — и выяснил, что улучшить конструкцию таким образом не удается. За миллионы лет эволюции природа довела конструкцию до идеала.

ШЕДЕВР ИЛИ ПОДДЕЛКА?Новый метод анализа художественных полотен разработан Хани Фарид и его коллегами из Дартмутского колледжа (США). Он позволяет не только отличить подлинник от подделки, но также установить, какой из фрагментов живописного шедевра выполнен признанным мастером, а какой его учениками.

Так, скажем, исследователям удалось выяснить, что известное полотно мастера итальянского Возрождения Пьетро Перуджино «Мадонна с младенцем» на самом деле выполнено по меньшей мере четырьмя художниками: три из шести изображенных на картине лиц нарисованы одним человеком, скорее всего, самим Перуджино, а остальные — тремя другими людьми, вероятно, подмастерьями великого живописца.

Суть нового «бесконтактного» метода экспертизы произведений живописи весьма проста. Сначала производится съемка полотна цифровой видеокамерой с разных ракурсов. Затем компьютерная программа производит статистическую обработку цифрового изображения, основываясь на таких индивидуальных параметрах, как нажим, ориентация или длина мазка кисти, индивидуальных у каждого художника. Сравнивая оцениваемое полотно с работой, авторство которой не вызывает сомнения, можно таким образом выявить подделку, подобно тому как эксперты-графологи отличают подлинную подпись от поддельной.

НИТЬ ОТ ХРАПА.Норвежские медики из больницы Святого Олафа в Тронхейме изобрели еще одно, самое эффективное, по их мнению, средство от храпа. Они выяснили, что главная причина недуга в большинстве случаев — мягкая ткань нёба. Во время сна она расслабляется и при прохождении воздуха начинает вибрировать, издавая громкие малоприятные звуки. Чтобы утихомирить нёбо, необходимо сделать его более жестким. Для этого оказалось достаточным вживить в мягкую ткань три крошечные нити из жесткого полимера даркона, который используют в швейной промышленности. Проводят такую операцию под местным наркозом, и занимает она всего около двух минут.

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ Что производит токарный станок?

Вычислительное устройство, сделанное еще в Древнем Риме, состояло из зубчатых цилиндрических колес, валов и осей — деталей, которые не сделать без токарного станка. Так что токарному станку, получается, уже как минимум две тысячи лет. Не обойтись без него и сегодня. Загляните внутрь швейной машины, часов или автомобиля: вы увидите шкивы, шестерни, валы, оси. Большая их часть тоже изготовлена на токарном станке.

Но если бы пришелец с другой планеты присмотрелся к работе токаря, то мог бы решить, что цель работы — дым, стружки и грязь. И во многом оказался бы прав.

Токарные станки, как сказано, существуют давно, и, казалось бы, токари должны были давно овладеть работой на них в совершен стве. Но, увы, каждая действительно новая деталь и сегодня дается с немалым трудом.

Это связано с тем, что технический прогресс в производстве машин первым делом отражается на их деталях. Появляются более прочные материалы, стойкие к износу, высоким температурам. К тому же делать их нужно все точней и точней, да и побыстрей. И как только клубок новых требований обрушивается на головы технологов, им приходится решать множество противоречивых задач.

Основная их масса сосредоточена на кончике резца. Вот что происходит, когда резец, вгрызаясь в деталь, начинает снимать с нее стружку.

Прежде всего, он непрерывно раскалывает перед собой металл, создавая множество параллельных трещин, из которых затем формируется стружка. Заметить это во время работы станка можно лишь при помощи специального прибора. Однако, посмотрев на стружку под лупой, вы убедитесь, что это именно так: на ней множество крохотных трещин (рис. 1).

< image l:href="#" />

Сойдя с режущей кромки, стружка изгибается и ударяет в «тело» резца. В этом месте выделяется тепло. Оно составляет 80 % от мощности на валу станка. Не удивительно, что резец порою раскаляется докрасна и теряет прочность. Кроме того, мельчайшие, как порошок, раскаленные осколки стружки создают на резце наплыв, изменяя его форму и делая непригодным к работе.

Со всеми этими неприятностями борются много лет. В XIX веке резцы делали из твердого, как стекло, отбеленного чугуна. В XX веке, когда появились прочные стали, легированные никелем, хромом и марганцем, специально для их обработки создали сверхпрочные стали — с добавлением вольфрама и ванадия. Со временем процент железа в ней уменьшали, от чего она становилась все тверже, и, наконец, ее стали называть уже не сталью, а твердыми сплавами. Они крайне дороги. Поэтому на стальной резец припаивают лишь крохотную пластинку такого сплава.

Сверхтвердые сплавы могут работать, не тупясь, при температуре до тысячи градусов. Но при таком режиме нельзя получить высокой точности и гладкой поверхности. К тому же высокая температура уменьшает прочность детали, а раскаленная стружка попросту опасна для окружающих. Но токари еще исстари избегали перегрева, охлаждая резец. Поначалу это делали маслом. Но его требовалось все больше, а стоит оно недешево. Тогда стали применять эмульсии. Первоначально это были смеси масла, воды и мыла, а потом к ним стали добавлять и другие вещества. Постепенно в обиход металлообработчиков вошли смазочно-охлаждающие жидкости, или СОЖ.

Со временем стали замечать: СОЖ не только охлаждают и смазывают деталь, что естественно повышает производительность, но и как бы снижают прочность металла при ее обработке, не влияя на прочность готовой детали. Этот эффект зависел как от химических свойств металла, так и от состава самой жидкости.

Опытным путем установили, например, что СОЖ, помогающая в работе с легированной сталью, бесполезна при работе с чугуном и даже вредна при обработке алюминия.

Первое научное объяснение действия СОЖ на металлы дал советский ученый академик П.А.Ребиндер. Эти жидкости содержат в своем составе особые вещества, которые он называл «понизителями твердости». Попав в мельчайшую клиновидную трещинку на поверхности металла, молекулы веществ — понизителей твердости просачиваются внутрь, как вода в капилляр. При этом они давят на ее стенки с давлением до тысячи атмосфер, что приводит к дальнейшему расширению трещины, а значит, к снижению прочности металла (рис. 2).