В этом выпуске Патентного бюро расскажем о приспособлении для улучшения работы двигателя и новых пулях для огнестрельного оружия Валентина Беликова из поселка Даниловна Волгоградской области, а также о новом способе получения ядерной энергии, который предложил Виталий Ким из Усть-Каменогорска. Экспертный совет ПБ наградил Валентина Беликова авторским свидетельством, а Виталия Кима — почетным дипломом журнала «Юный техник».

Авторское свидетельство № 1086

ПРО НОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И СКОРОСТНУЮ ПУЛЮ

Валентин Беликов из поселка Даниловка Волгоградской области прислал сразу несколько проектов. За неимением места обсудим два самых ярких. Воздушный фильтр с озонатором (см. рис. 1) предназначен для снижения износа двигателя внутреннего сгорания и повышения его мощности.

На входе фильтра грамотно расположены две сетки: первая — в узком сечении трубопровода — имеет крупные ячейки, вторая, с мелкими ячейками, установлена в широком сечении. Таким способом без заметного увеличения сопротивления на всасывании Виталий предлагает предварительно очищать воздух от песка и пыли. Более того, дальше начинается тонкая очистка. После фильтров установлен ряд пластин, соединенных с полюсами источника высокого напряжения.

Электростатическое поле заставляет оседать на них пыль, а чтобы при отключении напряжения она не попадала в двигатель, пластины покрыты клейким веществом. (Здесь стоит заметить, что к пластинам могут притянуться лишь заряженные пылинки, а как быть с теми, на которых заряда нет?)

За электрофильтром следует озонатор. Здесь, по мысли автора, под действием электрического разряда кислород воздуха превратится в озон и, попав в цилиндр, поможет запускать двигатель в холодном состоянии. Автор совершенно прав: озон — очень сильный окислитель. Однако если уж у нас теоретически на впуске в двигатель появился генератор озона, то стоит использовать его гораздо шире.

Двигатель с озонатором на входе — это двигатель нового типа. Если весь кислород воздуха превратить в озон, то при сгорании топлива может выделиться на 40 % больше энергии, чем при сгорании в обычном воздухе.

Разумеется, эта прибавка, в полном соответствии с законом сохранения, потребует такой же затраты энергии на производство озона.

Стоит ли огород городить?

Оказывается — стоит. Для сжигания одного и того же количества топлива можно взять на 40 % меньше озонированного воздуха, чем обычного. Настолько же уменьшится работа на его предварительное сжатие. А она весьма велика и составляет в дизеле 40 % от мощности. Если воздуха станет меньше, то снизится и потребная на сжатие мощность, а КПД повысится на 16 %. К этому добавятся и другие возможности. Не исключено, что удастся снизить расход топлива даже вдвое! Плохо только, что КПД установок, производящих озон, довольно низок. Поэтому сегодня озоновый двигатель, увы, невозможен. И все же идея Валентина заслуживает самого пристального внимания.

Следующее предложение Валентина Беликова уже из другой области. Речь идет об особых патронах и пулях для стрелкового и охотничьего оружия. Автор их называет «термоотводными». Взгляните на рисунок 2. На нем изображена пуля в патроне, часть которого отгорожена и наполнена водой.

Устройство патрона Беликова :

1 — твердый сердечник; 2 — мягкий сердечник; 3 — контактная кромка; 4 — трассирующий заряд; 5 — хвостовая часть; 6 — жидкость; 7 — перегородка; 8 — порох.

Как поясняет автор, он пытался создать патрон, который охлаждает и в то же время очищает ствол. К тому же при вспышке пороха вода превращается в пар, который, в свою очередь, толкает пулю.

Чтобы более полно оценить возможности этого предложения, рассмотрим процессы, происходящие в стволе при выстреле. После вспышки пороха давление в стволе винтовки быстро достигает 2700 атм. По мере продвижения пули по стволу и расширения газов оно быстро снижается. Но к моменту ее вылета из ствола оно еще составляет сотни атмосфер.

В огнестрельном оружии одна из важнейших задач — получение максимальной скорости пули. Для этого, например, можно удлинить ствол. Некоторые снайперские винтовки и противотанковые ружья имеют стволы длиною до двух метров. У короткоствольного оружия, пригодного в бою, скорость пули гораздо ниже. Чтобы ее повысить, пытались создать порох, который в начале вспышки горит медленно, а затем все быстрее и быстрее, чтобы давление в стволе оставалось постоянным.

Желаемого результата не достигли. Но добавление в патрон некоторого количества воды может дать неплохой результат.

Дело в том, что вода при давлении меньше 225 атм и температуре менее 374 °C способна расширяться, не изменяя своего давления, лишь бы к ней в этот момент подавалось тепло. (Тем же свойством, кстати, обладают все жидкости.) Кроме того, молекулярная масса воды меньше, чем у пороховых газов, и благодаря этому расширение водяного пара будет происходить быстрее. Это доказывают проводимые в последнее время на Западе испытания электрических пулеметов. В них мощный электрический разряд превращает порцию воды в пар с температурой более 1000 °C. Возникающее давление — более 1000 атм — выбрасывает пулю со скоростью 1500–1700 м/с. Для накопления необходимой для выстрела энергии, правда, нужна тяжелая батарея конденсаторов и электростанция для ее зарядки. При скорострельности в тысячу выстрелов в минуту пулями весом 9 г эта электростанция должна иметь мощность 170 кВт и весить как минимум полтонны. Ясно, что такое оружие бесперспективно.

А теперь представьте себе пулемет с термоотводными патронами В. Беликова, в которых теплота сгорания пороха передается воде. Сам пулемет будет, наверное, несколько тяжелее обычного, но для ношения одним человеком вполне приемлем. Скорость пули в нем сможет, наверное, достичь 1700–1900 м/с. На такой скорости обычная пуля пробивает 20-мм стальную броню, а точность попадания возрастает в 140 раз.

Почетный диплом

НОВЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ…

…предложил Виталий Ким из Усть-Каменогорска. Представьте: два ускорителя нацелены друг на друга. Один создает пучок ядер гелия, другой — антигелия (антигелий — это тот же гелий, только заряд у него не положительный, а отрицательный). При встрече частиц происходит аннигиляция — полное превращение вещества в гамма-излучение.

Энергия здесь выделяется огромная в соответствии со знаменитой формулой Эйнштейна Е = m∙с 2 . Так например, один миллиграмм антигелия, прореагировав с таким же количеством гелия, даст столько же энергии, сколько выделяется при сгорании 4,3 тонны нефти.

Схема аннигиляционного реактора:

1 — источник ионов; 2 — источник антиионов; 3 — ускоритель ионов; 4 — ускоритель антиионов; 5 — управляющая пластина; 6 — реактор, где сталкиваются ионы и антиионы.

Цифра впечатляет, поэтому предложение Виталия кажется привлекательным. Но присмотримся к нему внимательнее.

Гелий получить нетрудно. Но вот антигелия на Земле не существует. Его атомы получают поштучно на очень мощных ускорителях элементарных частиц. Приборы эти, к сожалению, энергетически несовершенны. В силу множества потерь энергия, которую ускоритель затрачивает на разгон каждой частицы, превышает ее кинетическую энергию в тысячи раз. Так что на получение антипротонов придется затратить гораздо больше энергии, чем получится в результате аннигиляции.

Следовательно, чтобы получать энергию по способу Виталия Кима, эффективность ускорителей нужно повысить в тысячи раз. Тогда только в нашем распоряжении появятся энергетически дешевые атомы антигелия. Однако разгонять их в ускорителе и пускать им навстречу ядра гелия нет смысла. Более того, скорость здесь только вредна. Как показывает расчет, они пролетят друг мимо друга и прореагировать успеет лишь миллиардная их часть. Зато при нулевой скорости за счет электрического притяжения частицы сольются и произойдет желаемая аннигиляция.

Итак, изобретайте энергетически совершенные ускорители, и при помощи антигелия, как предлагает Виталий, или с помощью иных частиц мы получим много дешевой энергии!

Выпуск подготовил А. ИЛЬИН

ДАЕШЬ ПАТЕНТ!

ДОРОГИЕ ЧИТАТЕЛИ!

Вот уже тридцать пять лет при нашем журнале работает «Патентное бюро». Лучшие ваши работы мы отмечаем почетными дипломами и авторскими свидетельствами. И, несмотря на то что эти документы не имеют официальной силы, их часто принимают во внимание при поступлениях в ВУЗы.

Это уже немало. Но все же каждый юный изобретатель мечтает, наверное, иметь настоящий патент, выданный Федеральным институтом патентной собственности. Работа по оформлению заявки на изобретение, а также поиску прототипов и аналогов весьма трудоемка и дорога.

Сегодня мы открываем перед вами новые возможности. Подготовку всех необходимых для получения патента документов редакция берет на себя. От вас нужны только идеи и предложения.

Посмотрите вокруг. Казалось бы, в магазинах есть все. И в то же время очень многое еще не придумано. Видели ли вы, например, в продаже мяч, меняющий цвет при ударе? А бейсболку-плащ? А ботинки, растущие вместе с ногой?..

Но не замыкайтесь только на конструкциях и схемах, выявляйте настоящие и будущие проблемы и потребности.

Специалисты редакции подскажут стратегию патентной защиты наиболее значимых предложений и идей, подготовят необходимые документы и направят ваши дальнейшие действия.