Тактико-технические данные:

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Закон полного тока

Если фюзеляж первых самолетов представлял собою ажурную ферму для крепления хвостового оперения, по которой свободно гулял ветер, то к середине 1960-х годов число агрегатов самолета достигло тысячи, и все они были связаны множеством проводов общей длиною более километра. К ним по этим проводам от бортового блока управления непрерывно передавались сигналы управления. Они носили импульсный характер, имели высокие частоты, и это нередко приводило к взаимным наводкам — сигналы, предназначенные для одного агрегата, через электромагнитные поля проводов попадали в другой. Поэтому агрегаты, прекрасно работавшие по отдельности, внутри фюзеляжа решительно отказывались служить.

Для того чтобы определить правильное расположение проводов, попытались применить теорию. Согласно закону полного тока напряженность магнитного поля в какой-то точке возле проводника обратно пропорциональна ее расстоянию до этого проводника. Работы показали, что провода следует разнести так далеко друг от друга, что фюзеляж самолета вырастет до размеров… дирижабля.

Попробовали прокладывать провода в медных трубах. Но они лишь незначительно ослабляли наводки: медь хорошо защищает от электрических полей, но магнитные через нее проникают беспрепятственно. Хотели было применить трубы железные, но оказалось, что они получатся такими тяжелыми, что самолет не сможет взлететь.

Казалось бы, тупик…

Тем не менее практика показывала, что провода все же удается расположить так, что они, вопреки теории, перестают влиять друг на друга. Но почему?

Ученые одного из московских НИИ во главе с профессором В.А. Ацюковским решили поставить несложный эксперимент, который вы можете повторить. Были взяты два одинаковых прямоугольных контура из медного провода. Один из них имел размеры 0,5х0,5 м. Другой можно было делать шире или уже. К первому контуру подключили звуковой генератор, а к проводам второго — вольтметр (см. схему).

Размеры первого контура не меняли. Во втором контуре провод, расположенный рядом с первым контуром, оставался неподвижным. Другой же провод параллельно сдвигали все дальше и дальше, измеряя при этом возникавшую в контуре ЭДС.

Согласно теории, величина ЭДС второго контура должна расти пропорционально логарифму его ширины. Но это наблюдалось лишь в очень небольших пределах — пока ширина второго контура была много меньше, чем расстояние между контурами. Как только ширина второго контура становилась больше, чем два расстояния между контурами, дальнейший рост ЭДС прекращался.

Почему так — до сих пор точно не известно. Но стало ясно, что если расстояние между проводами одной пары сделать больше, чем расстояние до проводов соседней пары, то их взаимное влияние снизится до приемлемой величины. А потому «обратные» провода различных агрегатов можно объединить в один общий, не опасаясь взаимного влияния.

Измерения можно вести на частоте около 400 Гц при токе в контуре от 0,1 до 1 А, включив между генератором и контуром понижающий трансформатор от адаптера, рассчитанного на такие токи. Проводники можно расположить на листе фанеры, закрепив их гвоздиками. Вольтметр — переменного тока с пределом измерения 2,5 В.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

ПОЛИГОН

Представляем: биотопливо

Собственно биотопливо — это традиционное топливо наших предков — уголь, дрова, хворост, солома…

Словом, все, что горит и имеет биологическое происхождение. Но специалисты понимают, что пилить деревья на дрова, а потом сжигать их в печи — варварство. Гораздо лучше делать из них доски или бумагу. А вот отходы — другое дело. Из коры и опилок давно научились делать маленькие, одинаковые по размерам, прекрасно горящие чурки и полешки. Их засыпают в бункер домового водогрейного котла, и простенький автомат аккуратно подкладывает их в топку. Оказывается, что отапливать дом такими искусственными дровами значительно дешевле, чем мазутом или газом. Но вот для двигателя автомобиля чурки не подойдут. А нефть, из которой делают бензин, все растет в цене.

США потребляют четвертую часть добываемой в мире нефти и, вероятно, более других стран страдают от роста цен на нефтепродукты, автомобильное топливо. Согласно последним сообщениям, они намерены сократить его потребление почти на одну треть, частично переведя свои автомобили на биотопливо. Но, конечно, не на искусственные дрова, а на спирт.

В начале 1910-х годов в одной из наших дореволюционных газет был помещен отчет о состоявшемся в Москве «съезде шоферов-алкоголиков». На съезд приехали на собственных автомобилях здоровые трезвые мужчины в кожаных костюмах и шлемах.

При чем здесь алкоголики? Так называли в то время людей, употребляющих спирт для полезного дела: шоферы заливали его в баки машин вместо бензина и прекрасно ездили, причем абсолютно без запаха и дыма.

Спирт тогда получали, сбраживая отходы сельскохозяйственного производства, например, кукурузные стебли и початки, солому и даже древесные опилки…

Сырья для его производства было сколько угодно, и спирт стоил в два раза дешевле бензина. Правда, при запуске двигателей на спирту в холодную погоду возникали некоторые трудности. Но их шоферы научились успешно преодолевать. А в остальном спирт бензину не уступал.

Можно, конечно, возразить, что 1 кг бензина при сгорании выделяет 10 000 килокалорий, а спирт только 6000. Это так, но для сгорания спирта требуется меньше кислорода и потому на частичных нагрузках автомобильный двигатель работает более эффективно. Пробег автомобиля по трассе на литре спирта составляет 85 % от пробега на литре бензина, а при езде по городу и того больше. В общем езда на спирте получалась не только экологически более чистой, но и гораздо дешевле.

К сожалению, со временем в России был введен сухой закон, и продажу спирта запретили, так что вопрос о его использовании на транспорте отпал сам собой.

Такой завод на десять тонн биодизеля в сутки можно разместить на любой ферме.

…Но производить биотопливо можно даже в реакторе размером с холодильник.

В конце 1970-х годов в нашей стране был испытан оригинальный процесс использования спирта в автомобильном двигателе. Его не просто сжигали в цилиндре, а предварительно подогревали в присутствии катализатора, и он распадался на окись углерода и водород. Эти два газа, как известно, сами по себе прекрасное топливо, не дающее ни запаха ни дыма, а при их сгорании выделялось почти в два раза больше тепла, чем при сгорании спирта. Но, как вы, наверное, заметили, на разложение спирта требуется тепло. Если брать его от какого-либо топлива, то в процессе не будет никакого смысла. Однако наши ученые использовали бросовое тепло выхлопных газов того же двигателя и в результате получили автомобиль, который мог на литре спирта проехать больше, чем на литре бензина.