В этом номере Патентного бюро мы расскажем об автобусе-гиганте для степей и пустынь Олега Лебедева из Смоленска, о подводном доме Егора Климова из Новороссийска и о предложении Дмитрия Васильева из Барнаула заменить в телевидении радиоволны на видимый свет.

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО № 1110

ПРОКЛАДЫВАТЬ ДОРОГИ ЧЕРЕЗ ПУСТЫНИ И СТЕПИ…

…достаточно дорого. Лучше создать гигантские автобусы-вездеходы, способные с полным комфортом везти по нескольку сотен человек», — полагает Олег Лебедев из Смоленска. Топливом для этих машин послужит жидкий природный газ метан, хранящийся в термосах сферической формы при температуре минус 162 °C. Необычен привод автобуса и сам способ использования в нем жидкого газа, обеспечивающий повышенный КПД двигателей на всех режимах. Но давайте по порядку.

Мощность, необходимая для движения автобуса-гиганта, составляет несколько тысяч киловатт. Для получения хорошей проходимости он должен быть полноприводным. Но распределить столь большую мощность на колеса такой машины традиционным способом при помощи валов затруднительно, трансмиссия получится очень тяжелой. Именно поэтому на мощных автомобилях применяют систему «мотор — колесо», когда в каждое колесо устанавливается отдельный электрический двигатель.

Электрический двигатель хорош тем, что никогда не глохнет, сам приспосабливается к сопротивлению дороги, автоматически, в силу присущих ему свойств, увеличивает или уменьшает скорость вращения, изменяет крутящий момент. Электроэнергию к нему легко подвести при помощи кабеля. Единственный недостаток электропривода — необходимость иметь на борту тяжелую и громоздкую электростанцию.

Однако есть двигатель, способный, подобно электромотору, автоматически приспосабливаться к условиям движения. Это двухконтурная газовая турбина (см. «ЮТ» № 9 за 1999 г.). Она эффективна только при больших мощностях и потому применяется в основном на тепловозах и боевых машинах. Но ведь автобусу-гиганту как раз и нужна большая мощность — до нескольких сотен киловатт на колесо.

«Поэтому следует в каждое колесо, — говорит Олег Лебедев, — встроить газовую турбину, и мы получим газотурбинное мотор-колесо. Размеры и вес турбины значительно меньше, чем у электромотора, да к тому же не нужна электростанция. Экономия веса, по сравнению с традиционными электроприводными большегрузными автомобилями, получается огромная».

А чтобы избавить пассажиров от тряски и качки, Олег предлагает применить уже оправдавшую себя на автомобилях высшего класса следящую подвеску, да еще и стабилизировать «палубу» автобуса при помощи гироскопов — успокоителей качки, как это делается на морских судах. Средняя скорость автобуса будет почти такой же, как у океанских лайнеров, до 100 км/ч. Поэтому и формой он будет напоминать корабль.

Экспертный совет единодушно присудил Олегу Лебедеву Авторское свидетельство ПБ.

Таким, по замыслу Олега Лебедева , будет автобус-гигант — корабль пустынь и степей. Для сравнения рядом обычный джип.

ПОЧЕТНЫЙ ДИПЛОМ

«УЧЕНЫЕ ДАВНО СОБИРАЮТСЯ…

…разрабатывать полезные ископаемые на дне океана. Их там достаточно много: есть уголь, газ, железная и марганцевая руда. Но для этого нужно строить подводные дома», — пишет Егор Климов из Новороссийска.

Экспериментальные подводные дома существуют давно. Каждый из них — это, по существу, обитаемый водолазный колокол, в котором люди могут жить неделями. Известен, например, подводный дом, построенный знаменитым французским исследователем Жаком Ивом Кусто (1910–1997) на глубине 100 м. Он с сотрудниками провел в нем на глубине целый месяц. Люди по многу раз в день надевали акваланги, выходили на дно и возвращались домой, не опасаясь кессонной болезни, поскольку в доме поддерживалось высокое давление. Со временем интерес к таким домам иссяк, зато началось строительство подводных отелей высшего класса на глубинах 15–20 м. Один из таких отелей строится в Персидском заливе близ Дубай.

Но вернемся к разговору о подводных домах для тех, кто должен осваивать богатства морского дна. Им придется жить на максимально больших глубинах. Сегодня нам неизвестны отдаленные последствия воздействия высокого давления на здоровье и генетический аппарат человека. «Поэтому, — пишет Егор, — под водой следует строить такие дома, давление в которых равнялось бы обычному атмосферному. Люди будут входить и выходить из них через шлюз, надев жесткий водолазный скафандр, подобный тому, что описан в научно-фантастическом романе Г. Адамова «Тайна двух океанов». В таком скафандре поддерживается нормальное атмосферное давление, а значит, работа в нем никак не вредит здоровью человека.

Чтобы подводный дом лучше сопротивлялся давлению воды, ему следует придать форму цилиндра с шаровидными торцами. Делать его лучше всего из бетона. Я читал в вашем журнале, что из бетона можно строить даже подводные лодки…»

Действительно, в «ЮТ» № 6 за 1999 г. был описан проект бетонной подводной лодки. Особенность этого материала в том, что он прекрасно сопротивляется сжатию. Форму и материал для подводных домов Егор выбрал очень удачно. В цилиндрических или шарообразных стенках домов давление воды будет создавать только сжимающие усилия, и бетон здесь будет прекрасно работать.

Теперь несколько слов про скафандр. Современный жесткий водолазный скафандр предназначен для работы на глубинах от 300 до 600 метров. Используется он в спасательных операциях и для работы на морских нефтепромыслах и нефтепроводах. Это очень сложное устройство, внешне похожее на рыцарские латы. В местах сгиба рук и ног стоят очень точно изготовленные шарниры, не затрудняющие движений, несмотря на высокое давление воды. Каждый жесткий скафандр делается под определенного человека (пилота) и на суше весит до 380 кг. Под водой, благодаря плавучести, вес его равен нулю. Человек в скафандре может ходить по дну и плавать при помощи подводного движителя. Стоит такой скафандр около 1 000 000 долларов.

Всего их на земном шаре не более 10 штук. Но, если будет осознана необходимость, то инженеры применят новые материалы, упростят конструкцию, и развернется массовое производство жестких скафандров по доступной цене.

Экспертный совет отмечает, что подводный дом Егора Климова позволяет человеку жить при нормальном атмосферном давлении, и в этом его превосходство над другими проектами. И, несмотря на то что в ближайшие годы проект вряд ли будет осуществлен, присуждает Егору Климову Почетный диплом.

Жесткий скафандр на суше без крана не поднять.

Разберемся не торопясь

ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИГНАЛЫ…

…давно уже передают по волоконно-оптическим кабелям, в которых информацию о сигнале несет промодулированный световой луч множества крохотных лазеров.

«Предлагаю вместо всей этой системы установить на вершине высокой мачты один лазер, который будет испускать мощный промодулированный световой луч на целый город. А сигнал можно будет принимать на фотодиод, расположенный там, где сейчас располагаются телевизионные антенны», — пишет Дмитрий Васильев из Барнаула.

На первый взгляд, предложение Дмитрия вполне разумно. Вопрос о переводе телевидения с радиоволнового в оптический диапазон рассматривался еще в прошлом столетии. Тогда ученых поразила огромная полоса частот и колоссальный объем информации, который способен передать лазерный луч. Более того, располагая лазером со световой мощностью в несколько киловатт, можно передать сигнал к ближайшим звездам, на расстояние 10 световых лет! Однако это возможно лишь в идеально прозрачной среде космического пространства. В чистом воздухе больших высот успешно происходит обмен широкополосными цифровыми сигналами, в том числе и телевизионными, между ракетами, спутниками и самолетами.

Но городской воздух, как показали исследования, мало пригоден для оптических вещательных передач из-за большого поглощения и рассеяния света. В этих условиях можно передавать сигнал лишь на 10–15 км. Кроме того, представим себе, что оптический телевизор оказался где-то в тени от света лазера, установленного на передающем центре. В этом случае можно принять лишь ослабленный в сотни раз световой сигнал, отраженный от каких-либо строений. Картинка, сопровождающаяся помехами и шумами, вряд ли обрадует телезрителя.

Для сравнения отметим, что при передаче в метровом и дециметровом диапазонах радиоволн туман и задымление воздуха не сказываются. Поскольку длина этих волн в сотни тысяч и миллионы раз больше, чем у световых, сказывается дифракция. Такие волны огибают преграды, и их можно принимать даже в узком «каменном мешке» двора старого дома.

Есть и еще одно возражение против вещательных передач мощными лазерами: лазерное излучение опасно для зрения. Так что предложение Дмитрия Васильева нельзя назвать удачным. Но, как говорят ученые, отрицательный результат тоже результат. И мы надеемся, что Дмитрий еще порадует нас своими идеями.

Напоминаем, что конкурс «Планета XXII» продолжается. Очень интересные письма уже приходят в редакцию.