«…ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ — НЕ СОПЕРНИК, А ПОМОЩНИК»

Так считал академик В. Глушков.

Что такое искусственный разум, может ли ЭВМ считаться его носителем — об этом спорили еще на первых этапах развития вычислительной техники. Машина, рассчитывающая орбиту спутника или управляющая технологическим процессом, берет на себя часть умственного труда, которую прежде выполнял человек.

Значит, ее можно считать искусственным интеллектом? Вовсе нет, возражали противники. Компьютер лишь слепой исполнитель, ведь программу для него составляют люди. ЭВМ же всего лишь очень быстро считает.

Кибернетики приняли вызов, начали исследовать проблемы, казавшиеся недоступными для ЭВМ. Например, перевод текста с одного языка на другой, доказательство теорем, сочинение музыки. Алгоритмов решения подобных проблем не было, и ученые занялись трудными многолетними поисками. Сфера этих экспериментов и получила название исследований по искусственному интеллекту.

Вычислительная техника прогрессирует быстро. Еще десять лет назад вопрос: может ли машина выполнять творческие функции — вызывал бурные дискуссии. Сейчас это уже практика. Машина проектирует город, промышленные сооружения, саму машину, выбирая оптимальный вариант. И это не простой перебор вариантов — при таком подходе даже огромное быстродействие ЭВМ не обещает хорошего решения. Требуются специальные методы целенаправленного поиска, эффективные программы, рассчитанные на решение сразу целого комплекса взаимосвязанных задач, необходим диалог ЭВМ и конструктора. С помощью светового карандаша и клавиатуры конструктор вводит в ЭВМ через экран дисплея свой первоначальный замысел.

Затем начинается работа по совершенствованию и детализации конструкции. Это уже своего рода творческое содружество ЭВМ и человека. Оно позволяет ускорить проектирование в промышленном и жилищном строительстве от 5 до 25 раз. При этом строительная документация стоит в 6 раз дешевле и практически не содержит Ошибок.

Работа а режиме диалога значительно повысила интеллектуальные возможности ЭВМ. Теперь можно в процессе решения уточнять его условия. Не менее важно, что специалист общается с компьютером без посредника-программиста — человеку, не имеющему специальной подготовки, машина сама помогает правильно поставить задачу.

Терминами «Думающие машины», «искусственный разум» оперируют нынче довольно часто. Инженеры к этим словам относятся спокойно, гуманитариев они настораживают. Употреблять без кавычек термин «искусственный интеллект» они не решаются. Это условности. Например, считается, что эмоциональная жизнь — нечто таинственное и сверхсложное, а кибернетики знают, что эмоции моделируются куда проще, чем логическое мышление. Принципиальных препятствий на пути к Созданию машинного интеллекта, способного конкурировать с человеческим умом, нет. Я в свое время три года, день за Днем, без передышки потратил на доказательство однойединственной теоремы. А ведь есть задачки, для решения которых и двадцати лет мало. Какая нужда в таких социальных затратах, если машину можно научить это делать за полчаса, а то и за десять минут?

Создание искусственного интеллекта — стратегический вопрос. Нападки идут со стороны тех, кто не видит перспективы, а ведь без искусственного интеллекта немыслимо избавить людей от тяжелого ручного труда и другой рутинной работы. Искусственный интеллект не соперник человека, а его помощник…

Обычными роботами сейчас уже никого не удивишь. На повестке дня создание интеллектуальных роботов, способных действовать самостоятельно, ориентируясь в обстановке, наделенных элементарными логическими возможностями, памятью, выполняющих относительно широкий круг операций. Они будут успешно работать там, где невозможно или нежелательно присутствие людей.

У нас в лаборатории есть робот, который поднимает с пола любые детали и наводит заданный порядок. Он может собрать несложную конструкцию, может, если прикажете, положить ее вверх на полку, приспособив для этого простую доску, чтобы дотянуться. Он обладает зрением, распознает примерно полтысячи слов, различает и выполняет команды.

Надо заметить, что научить машину распознавать образы или принимать решения чрезвычайно сложно даже при высоком уровне развития вычислительной техники. Возьмем хотя бы эффект запаздывания. Чем больше информации перерабатывает машина, тем больше времени уходит на выдачу ответа.

А запоздалое решение по сути уже неверное. В поисках выхода ученые обратились к структурам, имитирующим живой мозг. Они должны создавать возможность непрерывного самосовершенствования системы в процессе ее работы. Весьма перспективны, например, так называемые рекурсивные структуры, содержащие тысячи микрокомпьютеров, связи между которыми меняются в ходе работы. Рекурсивная структура перестраивается, приспосабливаясь к программе, стремится выполнить ее быстрее, лучше, надежнее.

Скептики считают, что создание искусственного «мозга», равного по силе и многогранности человеческому, — дело очень далекого будущего.

Моя точка зрения: искусственный интеллект будет совершенствоваться бесконечно, как бесконечно само познание. А «мозг» — необходимый для решения основных задач автоматизации умственного труда, на мой взгляд, будет создан к началу будущего столетия. Искусственный интеллект уже и сейчас выходит в широкий мир, применяется в различных исследованиях.

Неоценима помощь «думающей» машины в работе экспериментатора. Скажем, испытывая современный пассажирский лайнер, необходимо измерить несколько тысяч параметров и получить результаты в виде математических зависимостей, таблиц, графиков. Прежде это делалось вручную и сдерживало создание новой техники. Теперь обработка результатов эксперимента сократилась во много раз не только в самолетостроении, но и в других отраслях.

Кибернетическая система СПОК стала собеседником, учителем, консультантом человека, обратившегося к ней за помощью. Система «Дисплан» помогает осуществить принципиально новый подход к организации плановых расчетов.

Каждый успех в работе над искусственным интеллектом — казалось бы, весьма абстрактной проблемой — приводит к вполне конкретным результатам — повышению эффективности АСУ, систем автоматизации проектирования и многих других.

Чтобы успешно решать простые задачи, надо ставить перед собой сложные. Этот принцип стал девизом нашего коллектива. Если вы ставите перспективную задачу, сумейте построить движение так, чтобы добиться полезных результатов по пути.

ЗАЩИЩАЕТ ЭЛЕКТРОНИКА

Специалисты Всесоюзного научно-исследовательского института охраны труда (Казань) создали электронную установку для защиты рук человека при работе на прессах и другом технологическом оборудовании. Как только руки оператора попадают в опасную зону, оборудование молниеносно останавливается.

Установка может работать избирательно. Она чувствительна лишь на введение в рабочую зону рук человека и не реагирует на различные обрабатываемые материалы или на индустриальные электромагнитные помехи.

ТЕМ, КТО В МОРЕ

Когда-то моряков выручали звезды на ночном небосводе. Сегодня же и днем и ночью им помогают прокладывать курс навигационные спутники Земли. А недавно принято и решение о создании международной системы спутниковой связи «Инмарсат». Он позволяет с борта судна, находящегося практически в любой точке Мирового океана, выйти на связь с другим судном или с абонентом в любой стране не по телефонному или телеграфном каналам, фототелеграфу или канал передачи данных. Для этого советские суда оснащаются радиостанциями тип «Волна». Набрав на пульте код абонента, оператор посылает через спутник запрос на ближайшую береговую станцию. И эта станция обеспечивает ем необходимый канал связи.

Советский союз вместе с Канадою США и Францией участвует в создании другой международной спутниковой системы — «Коспас—Сарсат». Она предназначена для обнаружения и оказания помощи судам и самолетам, терпящие бедствие. В рамках этого сотрудничества советские специалисты создал радиобуй «Сарсат-АРБ». Он крепите на переборке и связан через замок небольшим пультом. Клавиши на пули те позволяют указать координаты су; на, характер бедствия и время, прошедшее с момента аварии. Затем буй выбрасывается за борт и начинать транслировать эту информацию через спутник.

Если же у потерпевших аварию не будет времени на операцию с пультом — буй достаточно просто выбросить за борт. В этом случае он будет посылать сигналы бедствия как по спутниковом каналу, так и по каналу радиомаяк ближнего привода. Первый поможет спасателям быстро установить райе аварии, а второй — точно выйти» цель.

ОРОШАЕТ ЭЛЕКТРОНИКА

Робота — оросителя полей сконструировали ученые Тульского политехнического института.

Система состоит из трех электронных блоков. Первый, получив данные о влажности поля, температуре воздуха, силе ветра, выбирает нужный режим орошения. Другой дозирует удобрения для искусственного дождя. А третий включает и останавливает поливную технику.

Новый робот показал себя рачительным хозяином: по сравнению с прежними затратами расход воды и электроэнергии сократился.

АВТОМАТИКА ЩЕДРА… НА ЛАСКУ

Сегодня в обычных хозяйствах один человек обслуживает в среднем около десяти голов крупного рогатого скота, в крупных животноводческих комплексах — до двадцати пяти. А в 2005 году, по прогнозам специалистов, один работник должен будет обслуживать уже 100 голов. Как считают ученые Всесоюзного научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства, добиться этого можно только с помощью автоматики.

Нам довольно часто приходится сталкиваться с мнением, что полная автоматизация рабочих процессов в сельском хозяйстве — проблема, уходящая якобы в далекое будущее. Это не так. В птицеводстве уже сейчас действуют автоматизированные комплексы. Создаются они в свиноводстве. Сложнее всего автоматизировать содержание крупного рогатого скота. Решению этой проблемы и посвящена наша работа.

На теперешней технической основе задачу решить нельзя. Необходимо перейти на новую. И откладывать этот переход опасно — иначе будущее застанет нас врасплох. Путь к нему — через автоматизацию, робототехнику, микропроцессоры, которые мы включаем в проект фермы будущего.

Прежде всего надо иметь полную информацию о каждом животном. Пока это делается с помощью датчиков.

Они легко крепятся на шее каждой коровы. С их помощью можно «распознавать» животных, постоянно измерять температуру, частоту пульса, дыхание. Весит датчик 120 граммов. В будущем с развитием микроэлектронной техники эта коробочка может быть заменена миниатюрной ампулой, безболезненно вживляемой в шейные складки. По лучу-запросу каждый датчик дает информацию о состоянии животного.

Она поступает в ЭВМ. Сейчас она — целый шкаф, а в будущем — устройство не больше книги. Здесь хранится информация о каждой корове.

Своевременный сбор информации чрезвычайно важен. Благодаря этому можно зафиксировать болезнь в начальной стадии и прописать животному лечебный рацион. В более серьезных случаях специальное устройство отделит заболевшее животное и отправит к ветеринару. Примерно так же можно определить наступление у коровы биологических циклов, знать, когда, скажем, прекращать доение, когда осеменять, когда достигнут пик продуктивности. Упустить этот момент — значит потерять надои.

С помощью электроники можно будет точно соблюдать сбалансированность кормов с учетом индивидуальных качеств, даже вкусов каждого животного.

О ЧЕМ РАССКАЖЕТ СЛЕД

Время преобразует древние профессии и дает им новые названия. Пахарь стал трактористом, пастух — животноводом. Следопыт в современном мире стал трассологом. Полностью наука называется «Судебная трассология», потому что изучение следов ныне производится обычно в уголовно-процессуальной сфере.

Учение о следах рук выделено в специальную область криминалистики — дактилоскопию, но существенны и следы ног, особенно если удается отыскать сразу несколько — так называемую «дорожку следов». Размер отпечатков ноги и ширина шага позволяют довольно точно определить рост. Глубина отпечатков на разных участках почвы — вес. А сочетание роста и веса с поправками на ширину шага даст представление о внешнем облике. Форма следа голой ноги или обуви укажет на пол и примерный возраст человека… Разворот стопы при ходьбе и манера ставить ногу подскажут особенности походки, а направление дорожки и характер движения дадут информацию не только о том, куда шел человек, но и в каком темпе двигался.

Можно установить время, когда человек находился на этом месте. Сопутствующие следы расскажут, с кем он шел, что нес, бодр был или устал, а все это, вместе взятое, позволит искать определенного человека в определенном месте.

На месте происшествия были обнаружены металлические крышки от пивных бутылок со следами зубов.

Расположение крышек свидетельствовало, что они появились до совершения преступления, значит, открывать бутылки зубами мог преступник, а это уже серьезная улика. С зубов подозреваемого были изготовлены слепки, а по ним точные копии его челюстей. Челюсти скрепили шарниром, и этим своеобразным приспособлением эксперты принялись открывать пивные бутылки. Выводы были бесспорны: на месте преступления зубами открывал бутылки именно подозреваемый. Бутылки-то он унес, а на крышки не обратил внимания.

Одна из первых известных трассологических экспертиз была проведена в Канаде около ста лет назад по поводу незаконной порубки леса. Преступника выдали следы топора на срубленных деревьях. Совсем недавно подобная история повторилась — преступник забросал место преступления ветвями, срубленными с ближайших деревьев. Дома он переточил топор, и следы исчезли. Но при обыске в его дворе нашли колья, срубленные топором. Сопоставление следов на кольях со следами на ветках с места преступления, бесспорно, указало на хозяина топора.

Три основных вопроса, связанных со следами, в криминалистике — это их отыскание, фиксация и исследование. При отыскании следов криминалисты руководствуются основополагающим тезисом диалектической теории отражения: каждое явление или событие обязательно оставляет след в окружающей действительности. Значит, бесследных преступлений быть не может.

Довольно редки случаи, когда следы преступника обнаружить не удается. Например, несколько лет назад преступник похищал из магазинов ценные вещи, проникая в них через пролом стены. Он был опытен и практически не оставлял следов. Способ вытаскивания кирпичей, следы инструмента на стенах пролома позволили сначала установить, а затем и задержать «каменщика».

На всех предметах остаются признаки их использования, они-то и дают отклонения от стандартов, учитываемое криминалистами. Скажем, Василий Ч. решил забраться в чужую квартиру и специально для этой цели купил новые кеды. Он совершил кражу, проникнув в квартиру через окно. На подоконнике эксперты нашли отпечатки кед. Казалось бы, уличить преступника нельзя — кеды выпускают миллионными партиями, но на подошве стоял штамп магазина, который отобразился в следе на подоконнике. В этой партии все кеды действительно обладали неотличимым рисунком подошв, но расположение штампа оказалось индивидуальным (его ставили вручную в самом магазине). Это выдало преступника.

До недавнего времени главным оружием трассологов был сравнительный микроскоп. Этот прибор имеет два объектива (их направляют на сравниваемые объекты) и один окуляр, в поле которого видны поверхности обоих сравниваемых предметов. Эксперт наводил на них окуляры, выбирал нужное увеличение и исследовал совпадающие и различающиеся признаки. Чтобы его вывод не был голословным, картина в окуляре фотографировалась, и заинтересованные лица могли в буквальном смысле слова воочию убедиться в справедливости выводов эксперта. Однако этот метод имеет и много неудобств. Например, исследуя бороздки в механизме замка и выступы на отмычке, необходимо было вместо одного из объектов использовать его копию, ведь иначе трудно получить совпадение. Полученная картина была недостаточно наглядной. Были и другие трудности.

Но научно-технический прогресс не обошел трассоЪогию, и сейчас для исследований поверхностей применяют профиллографы — специальные приборы высокой точности. Алмазная игла профиллографа автоматически движется по поверхности объекта, фиксируя малейшую неровность, а специальный блок преобразует колебания иглы в электрические импульсы, управляющие стрелкой самописца. На его ленте можно получить профиль поверхности при увеличении даже в 200 000 раз — такое дает далеко не каждый электронный микроскоп. Отечественные профиллографы приходится даже специально «загрублять»— иначе на их ленте полированная поверхность выглядит как горная цепь. Сейчас в распоряжении экспертов имеются профиллографы, которые показывают на ленте в увеличенном виде профиль не только плоской, но и цилиндрической поверхности, что значительно облегчило изучение следов, например, на пулях и гильзах.

Следы оставляет каждое преступление, но не всегда их можно было обнаружить — порою среда, сам материал следа подвержен быстрым и необратимым изменениям. Так, до недавнего времени было со следами на песке, на снегу. До недавнего времени… И вот при наезде на пешехода водитель П. пытался скрыться и переехал разделительную полосу дороги, чтобы ездой в обратном направлении запутать экспертов ГАИ. Но на этом он и попался: на неезженой разделительной полосе остались следы протектора…

В анонимном письме сообщалось о недостойном поведении уважаемого человека. Сообщение было явно клеветническим, начался поиск злопыхателя. Письмо было написано печатными буквами, отпечатков пальцев на нем не обнаружили, оставалось одно — установить, из какого блокнота вырван листок для письма. Блокнот нашли, а «следопыты» доказали: листок извлечен именно из этого блокнота. Так трассология не только помогает отыскать преступника, но и охраняет доброе имя честного человека.

Трассология — наука точная, но и в ней случаются казусы. Недавно на месте преступления при осмотре обнаружили след обуви. Следов было очень мало, поэтому отпечаток подошвы со всеми предосторожностями отправили на экспертизу. Эксперты-трассологи выявили картину индивидуальных признаков, и эксперты-товароведы установили по рисунку, что обувь с такой подошвой в нашей стране никогда не изготовлялась и в централизованном порядке не ввозилась в СССР. Эти факты сильно сужали круг поисков, однако вскоре выяснилось, что искать-то некого — отпечаток ноги оставлен туфлями самого следователя, производившего осмотр. Он купил ботинки в комиссионном магазине и не имел представления об их «уникальности».

Что ж, не все открытия позади. Говорят, «время — копилка опыта»

И ВСЕ-ТАКИ ВЕРТИТСЯ

Можно ли построить электромотор, работающий без помощи электромагнитного поля? «Нет!» — категорически утверждает современная физика. Так думали калужские изобретатели С. Литовченко и Н. Тимченко, пока однажды случайно не поместили бумажную ленту между электродами высоковольтного источника постоянного тока. И в создаваемом ими электростатическом поле она начала совершать колебательные движения. А когда в этом поле установили легкую металлическую звездочку, произошло и вовсе невероятное: звездочка… завертелась.

Позднее оказалось, что в электростатическом поле вращаются детали любой формы. Причем не только стальные, но и латунные, медные, пластмассовые. Отсюда ясно, что у обнаруженного явления может быть масса практических приложений. А пока его используют в простом вентиляторе, у которого нет традиционного двигателя: его ротор вращается между электродами постоянного тока.

И все-таки почему он вращается вопреки всем известным законам физики? Этого изобретатели пока не знают. Может, кто-нибудь из вас, читатели, поможет дать теоретическое обоснование новому явлению?

НЕБО СНОВА ЖДЕТ ДИРИЖАБЛИ

Утверждение, что в споре за «первые роли» в воздухе дирижабли потерпели тяжелое поражение от самолетов, следует оценивать критически. Более того, «дедушка воздухоплавания» собирается взять реванш.

Широкое промышленное производство гелия, появление легких, прочных и негорючих пластиковых пленок, мощных турбовинтовых двигателей способствуют все возрастающему интересу к, казалось бы, давно забытым дирижаблям.

Сейчас дирижаблестроение вступает в этап перехода «от слов к делу». И дело это носит вполне конкретный характер. Речь идет о транспортно-монтажных аэростатических аппаратах. Эти труженики неба (рискнем назвать их именно так) в своем конструктивном исполнении существенно отличаются от наших обычных представлений о дирижаблях и привязных аэростатах. Они, по существу, вбирают в себя все те преимущества аппаратов легче и тяжелее воздуха, которые в состоянии обеспечить успешное проведение монтажных работ в турбулентной атмосфере около поверхности земли.

Условия эти достаточно тяжелые. Так, порывы ветра на высотах, где должна выполняться эта работа, могут достигать 15 и более метров в секунду. «Парировать» их должны специальные энергетические установки, обеспечивающие динамическое противодействие ветру при висении над монтажной площадкой. При этом отклонения в некоторых случаях не должны превышать долей метра. Использование чисто дирижабельной схемы здесь исключается.

Существуют «гибридные» конструкции типа гелиостатов, представляющие комбинацию аэростатических баллонов с вертолетными винтами. Их называют вертостатами. Во Франции, например, такие аппараты имеют схему катамарана: два аэростатических баллона каплевидной формы разделены рамой, на которую подвешивается вертолетный винт. Для движения по трассе используются два винта, обеспечивающие горизонтальную тягу и управление направлением движения. Необходимость в таком техническом решении определяется требованием безбалластности. При использовании дирижабля классической схемы для доставки груза в десять, двадцать или сто тонн мы сталкиваемся с так называемой аэростатической избыточностью.

Иными словами, необходимо «погасить» подъемную силу аппарата на такую же величину. На обычных дирижаблях это достигается применением балласта соответствующего веса. Но где брать и как погрузить эти десятки тон балласта, если операция осуществляется в труднодоступных районах, в условиях сурового климата? Аэростатические средства, будь то гелиостаты или вертостаты, оказываются много перспективнее.

Однако есть свои проблемы и у создателей транспортно-монтажных аэростатических аппаратов. Необходимо найти наиболее рациональные формы оболочек, другие конструктивные решения, применить новейшие системы управления, стабилизации и т. д.

В печати обсуждался проект транспортно-монтажного аппарата с четырехлопастным ротором и центрально расположенным шаровым баллоном, наполненным гелием. На концах лопастей устанавливаются турбовинтовые двигатели, приводящие во вращение ротор. В такой конструкции гелий создает 70 процентов, а крылья — 30 процентов необходимой подъемной силы. Существуют и другие весьма любопытные проекты.

Повторяю, мы ведем разговор не только о классических дирижаблях. Как транспортное средство для доставки грузов на большие расстояния они могут стать идеальным маршевым аппаратом для районов Севера, Дальнего Востока и Сибири. Скорость их невелика по сравнению с существующими лайнерами, зато грузоподъемность выше в 10–20 раз. Кроме того, они способны нести негабаритные грузы: смонтированные опоры линий электропередачи, нефтяные вышки, другие конструкции. Подсчитано, например, что при прокладке высоковольтных линий от Нижне-Ленской ГЭС к энергосистеме Урала применение транспортных монтажных аэростатических аппаратов снизило бы транспортные расходы примерно втрое. Экономия при перевозке собранных турбогенераторов и другого оборудования для таких гигантов энергетики, как Усть-Илимская и Саяно-Шушенская ГЭС, составила бы десятки миллионов рублей.

У транспортно-монтажных аэростатических аппаратов большое будущее. Они могут стать хорошими помощниками при проведении геологоразведочных и геофизических работ, при вывозе полезных ископаемых с места их добычи в труднодоступных районах. Перевозка леса по воздушным трассам позволит отказаться от строительства лесовозных дорог. Транспортировку зерна с токов на элеваторы, скота на высокогорные пастбища, труб к месту прокладки газо- и нефтепроводов тоже можно выполнять с помощью этих аппаратов.

В перспективе появится возможность управлять подъемной аэростатической силой путем температурного воздействия на рабочий газ. Не исключено создание и так называемых термодирижаблей, в которых в качестве рабочего газа будет использоваться горячий воздух или перегретый водяной пар. Появятся и беспилотные аппараты с дистанционным и программным управлением.

Использование атомных двигателей позволит создать своеобразные «плавающие острова», которые будут доставлять различные грузы в самые отдаленные уголки страны.

Сто лет назад Д. Менделеев в предисловии к книге «о сопротивлении жидкостей и воздухоплавании» писал:

«У других стран много берегов водного океана. У России их мало, сравнительно с ее пространствами, зато она владеет обширными… берегами свободного воздушного океана. Русским поэтому сподручнее овладеть сим последним… Оно, вместе с устройством доступного для всех и уютного двигательного снаряда, составит эпоху, с которой начнется новейшая история…»

Проблемами дирижаблестроения занимался К. Циолковский. Его проекты получили высокую оценку современников. Главный конструктор первых ракетно-космических систем С. Королев считал, что ракетоплавание и дирижаблестроение со временем будут взаимно обогащать друг друга как в земных делах, так и в космонавтике. Прогноз подтвердился. Сегодня существует проект атмосферного аппарата для изучения Венеры.

Итак, небо ждет дирижабли. На данном этапе научно-технического прогресса они обретают новые качества и новые возможности с учетом потребностей развития народного хозяйства.

ПОЕЗДА БЕЗ КОЛЕС

Традиционные способы перекачки расплавленных металлов механическими насосами непригодны.

Большинство жидких металлов настолько агрессивно, что любой материал, контактирующий с ними, «съедается» за несколько часов работы. Кроме того, условия работы для персонала, обслуживающего такие устройства, тяжелы и вредны.

Но есть в природе силы, которые могут приводить в движение любой жидкий металл, не требуя применения насосов с электромоторами. Они возникают в самом металле при воздействии на него электромагнитным полем, то есть являются результатом прямого преобразования электрической энергии в механическую. Заставить эти силы двигать, перемешивать, дозировать расплавленный поток помогают магнитогидродинамические (МГД) машины.

Большой вклад в теорию МГД-машин внесли ученые Эстонии. Ее основоположником, основателем школы исследователей жидкометаллических машин был академик Эстонской академии наук профессор Таллинского политехнического института Александр Воль-дек. Его фундаментальные работы оказали большое влияние на развитие МГД-техники в СССР и за рубежом. Кстати, до настоящего времени основные их положения привлекают внимание многих исследовательских институтов, вузов, производственных предприятий. Так, важные работы по теории и разработке автоматизированного МГД-привода (МГД-насос, управляемый источником питания и системой автоматического управления) приводятся учеными кафедры электропривода Таллинского политехнического института.

С помощью МГД-приводов стало возможным перекачивание жидких металлов по трубопроводам с одновременным регулированием скорости течения и давления в гидротракте. Создание этого класса энергетического оборудования позволило по крайней мере в четырех отраслях народного хозяйства — атомной энергетике, металлургии, литейном производстве, химической промышленности — в широких масштабах развивать новые технологические процессы. Так, в современных атомных реакторах в качестве теплоносителя можно использовать щелочные металлы — сплав натрия и калия. Он способен передавать тепло лучше других жидкостей. Кроме того, эти металлы достаточно легки и обладают хорошей электропроводностью. Они нашли применение в МГД-установках для отвода тепла из энергетических реакторов.

По сути дела, МГД-привод базируется на машине, с одной стороны, имеющей свойства электрической, а с другой — гидравлической установки. Этим и достигается ее высокая управляемость. Прямое электромагнитное силовое воздействие позволяет создать принципиально новые устройства для разливки жидких металлов в металлургии. Так, обычный литейный автомат или робот часто имитирует работу литейщика: жидкий металл разливается черпаком в форму или изложницу. Однако этому древнему способу присущи давно известные недостатки: разрушается оксидная пленка и поверхность жидкого металла в черпаке сильно окисляется в соприкосновении с воздухом. А используя в качестве захватывающего устройства МГД-привод, можно полностью исключить окисление и выгорание жидкого металла.

Кроме того, наши исследования по теории МГД-привода применяются при решении ряда задач в области создания высокоскоростного наземного бесколесного транспорта, станкостроении, робототехнике. В нашей лаборатории уже разработаны небольшие линейные двигатели для манипуляторов, подающих листовой металл под ножницы. Ими также снабжены поворотные столы для рентгенографического исследования сварных швов тонкостенных металлических цилиндров, карусельные литейные установки и другие устройства.

В РОЛИ ПОРШНЯ — ШАРЫ

У насоса, созданного в Каунасском политехническом институте, нет аналогов. Он представляет собой конструкцию в виде эластичной трубы, в которой размещены пустотелые шары, заменившие традиционный поршень.

Специальные вибраторы создают в кольцевом преобразователе бегущую волну, которая заставляет шары перемещаться по окружности и, словно винт, увлекать за собой жидкость.

АТОМНЫЙ ЛИХТЕРОВОЗ

Сейчас в составе транспортных флотов мира (в том числе и советского) всего около трех десятков лихтеровозов. Что это за суда?

Началом всему был контейнер — «морской сундук», как его порой называют. Он свел в единую транспортную систему автомобильные трассы и стальные пути, реки и моря. Появились специальные погрузочные предприятия — терминалы, новые суда — контейнеровозы, по скорости в ряде случаев оставившие позади пассажирские лайнеры. Наконец, настала очередь гигантских «ро-ро» — судов с горизонтальным методом погрузки: «вкатывай-выкатывай».

Хорошая идея всегда идея простая. И она пришла: а что, если заставить контейнеры плавать? Тогда судну-носителю не придется заходить в порт для разгрузки, а просто оставлять на рейде адресованные сюда плавающие контейнеры, а самому продолжать плавание. Контейнеры разгрузят, затем наполнят местным грузом, и их можно будет подобрать на обратном пути.

Так родился новый класс судна — лихтеровоз и новый контейнер — плавающий лихтер. Его даже не пришлось изобретать. Лихтеры — несамоходные мелкосидящие суденышки — давно применяются на рейдах для разгрузки океанских судов, которым на мелководье не пройти. Потребовалось лишь придать лихтеру прямоугольные обводы, форму коробки, которую удобно складывать в трюмы и на палубу.

Особенно целесообразно применение лихтеровозов на арктических трассах, где крупных, хорошо оборудованных портов мало, а грузов доставлять надо с каждым годом все больше и больше. Однако такой лихтеровоз должен быть ледового класса, а кроме того, поскольку навигация в Арктике пока продолжается ограниченное время, еще и комбинированным, способным брать не только плавающие, но и обычные контейнеры. И наконец, нерационально занимать значительную часть корпуса под цистерны для топлива. Ведь на его место можно принять лишние лихтеры или контейнеры. Значит, судно должно иметь атомную энергетическую установку (АЭУ).

Как будет выглядеть такое судно для Арктики?

Длина наибольшая — 260, ширина — 32,2 метра.

Водоизмещение максимальное — 61200 тонн. Дедвейт— 31900 тонн. Максимальная скорость по чистой воде — 20 узлов — обеспечивается АЭУ мощностью 40 000 лошадиных сил. Установка одновальная с винтом регулируемого шага. Винт поместится в кольцеобразной насадке, которая имеет два назначения: улучшает гидродинамические условия работы винта и предохраняет лопасти от ударов о лед. Принимаются и другие меры, надежно ограждающие вин-то-рулевую группу от столкновения со льдами: специальные «плавники», расположенные в кормовой части, отведут битые плавающие льдины, страхуя винторулевую группу.

Всего в трюмы и на палубу такое судно примет 73 лихтера. Расчетное время подъема или спуска каждого из них — 20 минут.

Лихтеровоз-контейнеровоз, предназначенный для Арктики, сумеет самостоятельно форсировать лед средней толщины, а более мощный — двигаясь за атомными ледоколами. Судно будет в высокой степени автоматизировано. Новейший навигационный комплекс поможет командному составу не только решать задачи чисто навигационного свойства, но также при погрузке и выгрузке выбирать оптимальные варианты.

Проектом предусмотрен комфорт для экипажа: одноместные каюты, салон и кают-компания командного состава, салон и столовая команды, кинозал, закрытый бассейн, сауна, спортивный зал.

Подобное судно создается впервые в мире и аналогов не имеет.

«МОСТ» в ПОЛЕ

Мясо и молоко — продукты повышенного спроса. И одни из самых трудоемких в сельском хозяйстве. Технология их получения состоит из множества операций — от обработки почвы под посевы кормов до содержания скота. Объединить их в своего рода непрерывный конвейер попытались в своем проекте специалисты Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственного машиностроения. О нем рассказывает руководитель лаборатории прогнозирования, кандидат технических наук 3. Жук.

Мы постарались подойти к проблеме комплексно и предложили не просто набор новых технических решений, а целый агрокомплекс. Он рассчитан на 800 коров и 600 гектаров пашни. Хотя слово «пашня» здесь скорее лишь дань традиции. Пашни в теперешнем ее виде не предвидится, как не предвидится и ежегодного сева, и целого ряда привычных сегодня операций.

Уже сейчас ученые-почвоведы предлагают проводить сев один раз в несколько лет. Причем в землю, предварительно обработанную не гербицидами, а микроволнами, сеять не просто генетически высококачественные и хорошо подготовленные семена, а покрытые специальными пленками разных видов.

Каждая из них «настроена» на определенный срок — год, два, три. После этого срока пленка начнет разлагаться. Зерно, пребывавшее до этих пор как бы в консервации, прорастет. Нет необходимости лишний раз топтать, травмировать землю.

Правда, специалисты нашего института предлагают одевать семена не в пленку, а в специальную керамическую капсулу, представляющую собой диэлектрик. Внутри капсулы создана среда, в которой зерно может дышать, питаться — до тех пор, пока его искусственный дом не разрушат токами высокой частоты.

После этого семя сразу же поливают и подкармливают жидкими органическими удобрениями. И все это без трактора, а с помощью орудий, навешанных на мостовое устройство шириной в тридцать метров. Оно будет двигаться вдоль делянки — точно так же, как мостовые краны по цехам, и работать в автоматическом режиме. Идея этого метода выдвинута более полувека назад московским инженером М. Правоторовым. Только тогда не было технических возможностей для ее реализации.

С помощью мостового шасси будут вносить в землю органические удобрения. На нем же будут подвешены режущие инструменты. Они станут косить стебли вместе с колосом. Скошенная здесь солома, спрессованная после сушки, будет подана в автоматически вентилируемые хранилища.

Сразу оговорюсь: предложенная здесь схема получения урожаев — не альтернатива тракторной и' комбайновой технологии, которая, видимо, сохранится при возделывании хлебов. В нашем же проекте речь идет о специфических потребностях животноводческого комплекса, которые мы стремились удовлетворить за счет ограниченных посевных площадей и минимума рабочих рук. В чем состоит эта специфика?

Из хранилища солома поступит в животноводческий сектор комплекса. Он напоминает цирковой — манеж, только внутри его предусмотрена всегда зеленая лужайка — «растильня». А по краям, в боксах, содержится скот — конвейерное содержание, дойка его — уже сегодня не проблема.

В «растильне» с помощью гидропоники на соломе прорастают травы. Каждые семь-десять суток зеленый урожай их будет обновляться и сразу же поступать на корм скоту. Уход за «растильней», уборка и подача зеленой массы в коровник будут осуществляться опять же с помощью моста, один конец которого, подобно ножке циркуля, стоит в центре, а другой описывает круг. И «растильню», и коровник можно построить в несколько этажей, разместив на каждом 200 животных.

Что остается? Удалить из комплекса органические отходы. Делать это будут механизмы. Причем навоз поступит в специальные устройства для сбраживания анаэробными бактериями. В результате получатся, во-первых, полноценное органическое удобрение и, во-вторых, биогаз, который пойдет на отопление комплекса. Благодаря этому покрывается от 30 до 50 процентов энергозатрат на содержание фермы.

Важной представляется и социальная сторона проекта. Обслуживать комплекс будут не больше десяти человек. Разумеется, это будут специалисты высокой квалификации. Предполагается, что и по содержанию, и по оплате труд на такой ферме будет привлекательным для молодых специалистов.

НЕ ПЕРЕКЛЮЧАЯ СВЕТА ФАР

По самым скромным подсчетам, на дорогах мира сегодня светит около миллиарда автомобильных фар. И выдано около четырехсот патентов на различные средства, мешающие им ослеплять водителей встречных машин. Но ни одно из этих предложений до сих пор не удовлетворило Комиссию по безопасности движения ООН.

Анализируя технические решения в этой области, изобретатель И. Галай пришел к неожиданному выводу: главная беда их в том, что все они в той или иной мере стараются притушить излучаемый фарой световой поток. А это противоречит инстинктивному стремлению водителей сохранить для себя наибольшую освещенность пути. И поэтому изобретатель решил не гасить лучи, а изменить форму и распределение света в пучке от фар.

В современных фарах пучок дальнего света имеет такую форму, что практически в любой точке сечения лучи нацелены в лицо встречному водителю. Чтобы избежать этого, И. Галай предложил за обычным стеклом фары устанавливать дополнительно призматическое стекло. Последнее состоит из набора призм, расположенных в эшелонированном порядке. Отсюда и их название — «призматический эшелон».

Работает это устройство предельно просто: оно разделяет световой поток от лампы на отдельные пучки. И в зависимости от расположения призм по-разному направляет их на дорожное полотно. Скажем, левую сторону дороги такая фара освещает строго по оси движения автомобиля и на расстоянии не более 80—110 метров — этого достаточно для нормального разъезда встречных машин. Причем освещенность в этом потоке от дороги и выше постепенно снижается до нуля. Правую же сторону дороги фара освещает на 170 метров: этот поток не мешает встречному движению, а обочина и дорожные знаки видны даже лучше, чем при обычных фарах.

Остается добавить, что «призматический эшелон» легко устанавливается как на новых, так и на эксплуатирующихся автомобилях. А его широкое применение обещает избавить водителей от необходимости переключать свет фар.

ЧТОБЫ ФАРЫ НЕ СЛЕПИЛИ

Водителям хорошо известны все неприятности, которые несет с собой дальний свет от фар встречной автомашины. Он не только слепит глаза и тем самым создает аварийную ситуацию на дороге, но снижает и эффективность автотранспорта: в ночное время на оживленном шоссе каждая встречная пара ярких пятен заставляет водителя снижать скорость.

От бьющего в упор света не спасают защитные козырьки. Но может помочь одна из разработок грузинских ученых. Они создали состав и способ изготовления особой поляризованной пленки, которая, образно говоря, прозрачна в одном направлении. Наклеенная на ветровое стекло, она позволяет видеть дорогу в свете собственных фар, но не пропускает лучи от встречных машин.

ОТСТАВКА ЭКСКАВАТОРУ?

Как ни велики заслуги экскаватора в горнорудном деле, ему придется подать в отставку при работе в карьерах открытой выемки руды, такое решение вынесли ученые Института физики и механики горных пород АН Киргизской ССР, разработавшие технологию и спроектировавшие машину для послойного отбора породы.

Они предложили вести выемку руды в карьерах сверху вниз с помощью выемочно-погрузочной машины, ковш которой движется не по дуге, как у обычного экскаватора, а прямолинейно, горизонтально.

Послойная отработка позволит горнякам идти «след в след» за сложным контуром рудного тела, что даст возможность полностью отделять полезный компонент от породы, а также разделять добываемое сырье на виды, типы, сорта.

При обычных способах раздельной добычи полезных ископаемых в отвалы вместе с породой уходит много полезного сырья, а то, что извлекается, содержит высокий процент примесей. Послойный же метод выемки снижает потери полезного ископаемого в два-пять раз, а качество его повышается при этом более чем в пять раз. Ученые спроектировали новую технологию на базе серийных гидравлических экскаваторов, поскольку усилие на ковш при послойном способе добычи значительно уменьшается, можно снизить мощность и вес машин, их энергоемкость, а следовательно, и стоимость.

В КОСМОС — НА КОЛЬЦЕ?

Рано или поздно, чтобы предотвратить перегрев атмосферы, надо будет вынести на орбиту наиболее энергоемкие производства, так считают многие ученые и специалисты. Но панацея ли это? Ведь даже 1 процент мировой промышленности, «подвешенный» над планетой, потребует 10 миллиардов тонн грузооборота. Вновь расход энергии, нагрев атмосферы…

Инженер из Гомеля А. Юницкий считает, что проблема в принципе разрешима. Нужно лишь отказаться от ракет как традиционного космического транспорта. В качестве альтернативы Юницкий предлагает опоясать земной шар по экватору кольцом. Если затем растянуть это кольцо всего на 2–4 процента, оно оторвется от земной поверхности и поднимется на сотни километров в космическое пространство.

«СВЕРНУТЫЙ» МАЯТНИК

Если бы в космосе была точка опоры, к ней можно было бы подвесить гигантский маятник, способный раскачиваться между Землей и космическим «островом», доставляя туда и обратно пассажиров, сырье и продукцию. Поскольку в космосе такой точки опоры нет, Юницкий предлагает «свернуть» маятник в кольцо и расположить его по экватору. Тогда центр тяжести кольца совпадет с центром тяжести планеты. Иными словами, появится «точка опоры» и колебания «маятника»-кольца будут пульсациями: обод, охвативший Землю, станет то расширяться, то стягиваться. На «вдохе» кольцо, расширившись на 300–400 километров, уйдет к космическим заводам, унося туда сырье, на «выдохе» на Землю будет доставляться готовая продукция. В этой аналогии чрезвычайно важно одно обстоятельство: чтобы подпрыгнуть, необходимо оттолкнуться от пола, а чтобы дышать, никакого механического контакта с другими телами не требуется.

Как же все-таки это должно выглядеть? Представим себе уходящую в обе стороны за горизонт кольцевую эстакаду стометровой высоты. Охватывающая экватор — эстакада пройдет по многим странам, пересечет океаны. На водных участках, которые преобладают над сухопутными, опоры эстакады предполагаются плавучими, заякоренными на дне. На суше в ее зоне расположатся энергетическое и эксплуатационное хозяйства, индустрия космического уклона, города-спутники, станции формирования пассажиро- и грузопотока космического следования — словом, все то, что так или иначе связано с взаимодействием человека с космическим пространством. Кроме того, по эстакаде пройдут мощные линии энергопередачи и других коммуникаций, а также главная транспортная артерия планеты — линия пассажирского и грузового трубопроводного транспорта.

Венчает эстакаду десятиметровая в диаметре «труба» длиной 40 тысяч километров. Она-то и явится Общепланетным Транспортным Средством (ОТС), согласно проекту А. Юницкого.

Но почему вдруг это охватывающее Землю кольцо должно, как уверяет Юницкий, без всяких видимых причин беззвучно и медленно подняться вверх и скрыться за облаками? Неужели, оторвавшись от опоры, оно не изогнется, не переломится, сохранит свою форму?

НЕВЕСОМОЕ КОЛЬЦО

Как мы уже знаем, для выхода в ближний космос растянуть кольцо надо совсем немного — 2–4 процента от начальной длины.

Но как растянуть такую громадину, даже если телескопические соединения и позволят это?

Кольцо растянут внутренние силы. Для первого «вдоха» потребуется, правда, колоссальный расход энергии— около 10 тысяч миллиардов киловатт-часов, считает Юницкий. Но дело в том, что на это придется пойти только один раз. При первом «вдохе» растянувшееся кольцо израсходует весь энергетический запас, но на обратном пути («на выдохе») ОТС фактически будет «падать» на Землю, сжимаясь и накапливая силы для нового цикла.

Что же даст начало «дыханию» кольца-маятника, иными словами, что позволит ОТС оторваться от Земли?

В «теле» кольца есть узкий канал, из которого выкачан воздух. В нем крутится бесконечная металлическая лента. Поддерживаемая магнитной подвеской, лента эта играет роль ротора огромного электродвигателя. В транспортном средстве с этим предварительно раскрученным до определенной скорости тяжелым маховиком размещают грузы и пассажиров. С командой «старт» ротор начинает набирать обороты. Лента несется в вакуумированном канале все быстрее, и как только скорость ее сравняется с первой космической, магнитные подвески перестают «ощущать» ее вес. Тем не менее бег ленты все ускоряется. Магнитные подвески начинают воспринимать нагрузку, но уже в противоположном направлении — это значит, что, уравновесив вес ленты, на подвески, а значит, и на корпус ОТС начали давить центробежные силы. Их равномерное давление и растягивает кольцо ОТС. Сбрасываются захваты, удерживающие его на эстакаде, и ОТС, расширяясь, всплывает вверх. Работающая как гигантский волчок лента внутри ОТС создает удивительную жесткость, и никакие ураганы не способны изменить геометрическую форму кольца.

В космосе двигатели кольца переключают на генераторный режим. Лента станет тормозиться. Но куда девать вырабатываемую таким образом энергию? Для этой цели в ОТС предусмотрена вторая лента-маховик, расположенная над первой. Если разогнать ее так же, как первую, но в обратную сторону, то их скорости сравняются и кольцо перестанет расширяться.

Есть и еще одна тонкость. Если кольцо ОТС — средство коммуникации с будущими космическими заводами или городами, то как осуществить «пересадку»? Ведь «всплывшее» к ним ОТС неподвижно, тогда как они несутся в пространстве с первой космической скоростью. Здесь на помощь приходят законы механики.

Разогнав изначально первую ленту, мы не только накопили кинетическую энергию, но и создали огромный момент количества движения. Когда же первая лента тормозится, а вторая разгоняется в обратном направлении, момент этот, естественно, уменьшается. Но поскольку в природе существует как закон сохранения энергии, так и закон сохранения момента количества движения, корпус ОТС придет во вращение.

Он будет двигаться в том же направлении, что и первая лента, пока не сравняется в скорости с космическим «островом». Это позволит осуществить стыковку. При спуске кольца все будет происходить в обратном порядке. Для нового же цикла придется лишь незначительно «подзаправиться» электричеством, поскольку КПД двигателей хоть и очень высок, но все же не стопроцентен.

Конечно, все вышеизложенное лишь в общих чертах обрисовывает проект А. Юницкого: автор просчитал все до мелочей, вплоть до стоимости ОТС. Но, помимо технической смелости проекта, возникает и другой вопрос: реально ли такое грандиозное сооружение? Ведь ойо протянется по множеству стран, пересечет океаны, потребует небывалых затрат.

В принципе ничего невозможного нет в преодолении и этих трудностей. Экваториальные государства могли бы договориться об отведении особой международной зоны для ОТС. Конечно, потребуется много металла.

Однако, если нынешний мировой автопарк вытянуть в цепочку, он сорок раз обовьется вокруг планеты по экватору. Значит, в техническом отношении человечеству вполне по силам смонтировать экваториальный «обод». И, наконец, стоимость: по предварительным подсчетам, он обойдется в 10 триллионов рублей.

Недешево! Но здесь, пожалуй, и заложен ответ на все вопросы. Такой грандиозный проект может быть осуществлен только разоруженной планетой. И только на ней он будет иметь смысл. Общепланетное Транспортное Средство может быть создано только усилиями всего мира, ибо оно будет решать общечеловеческие проблемы, а не проблемы отдельных государств. И последнее: проект Юницкого — смелая фантазия, подкрепленная определенными расчетами. И он нацелен на будущее. Но ведь и «астрогорода» тоже фантазия. Пока еще…

МОЛОТ НА МОРСКОМ ДНЕ

В Баренцевом море успешно прошла испытания первая отечественная подводная установка для ударно-бурового бурения. Она позволяет отбирать керны донных пород на глубинах до 150 метров. Создатели установки — сотрудники лаборатории морской техники разведки ПО Южморгеология — применили в ней ряд удачных технических решений. В частности, впервые в мировой практике для работы под водой использован электромагнитный молот.

Установка может быть спущена за борт любого судна — вплоть до рыболовецкого траулера — с помощью траловой лебедки. Поплавковая стабилизирующая система с гибкими направляющими тросами обеспечивает правильное положение установки на грунте при волнении на море до 3 баллов. Управление молотом осуществляется с кнопочного пульта.

Испытания показали высокую эффективность установки: на весь технологический цикл — спуск на дно, бурение пятиметровой скважины и подъем оборудования на палубу — потребовалось менее часа.

КОГДА ВОДА БЕССИЛЬНА

Вода, ранее незаменимый помощник при тушении пожаров, в наши дни уступила место современным и более эффективным средствам. Но и они иногда бывают бессильны. Например, если загорится металл, нужен особый состав огнетушителя.

Изобрели его специалисты Центрального научно-исследовательского института противопожарной обороны.

Они пришли к выводу, что лучше всего тушить горящий металл минеральным маслом и битумом с добавкой бромистого метилена.

МЕТАЛЛ ТВЕРДЕЕТ В КИПЯТКЕ

Вряд ли кто мог предположить, что кипение воды можно использовать для изменения физических свойств поверхности металлов. Но именно такую идею выдвинули и успешно осуществили ученые Рижского политехнического института. Здесь родилась технология, названная микротермоцикли-рованием.

Как показали исследования, когда над какой-то точкой поверхности детали при кипении возникает паровой пузырек, металл мгновенно расходует тепло и охлаждается на несколько градусов. Такие непрерывные перепады температуры, длящиеся сотые или тысячные доли секунды, вызывают термические напряжения в материале, приводящие к сдвигам на атомно-молекулярном уровне. В результате на 30–40 процентов возрастает твердость тонкого наружного слоя металла, повышается устойчивость к износу деталей машин и механизмов.

Если кипятить не воду, а некоторые химические составы, то можно создать на детали своего рода пластичную оболочку, способную предохранять металл от образования трещин. Микротермо-циклирование также позволяет управлять тепловыми и электрическими свойствами поверхности материала.

ЧТО МОГУТ ВОЛОКНА

В мировом текстильном производстве уже 47 процентов приходится на долю химических волокон. За счет них человечество покрывает сегодня весь прирост своих потребностей в волокнах для одежды, быта, техники. А еще через год-другой синтетические и искусственные волокна бесповоротно займут лидирующее положение.

Но, когда в жару рубашка из синтетики прилипает к телу, статистика и прогнозы — слабоЕ утешение. И невольно возникает вопрос: почему весь мир сделал ставку на химические волокна, а не на рост производства льна, шерсти, хлопка?

Одна из причин понятна всем: тот же хлопок растет далеко не везде, его урожаи и качество зависят от капризов природы. Но есть и внутренний «секрет»: химические волокна проще в переработке, они намного повышают производительность. Поэтому задача состоит в том, чтобы наделить их лучшими свойствами натуральных нитей…

За кулисами этой задачи — третья причина: похоже, за последние годы химики убедились, что у них гораздо больше шансов «перекачать» ценные свойства от натуральных волокон к химическим, чем наоборот.

Подтверждением тому — био-ПАНволокно. Сокращение ПАН выдает его полиакрило-нитрильную природу. Но в процессе получения эта синтетическая основа получает «добавку» в виде биомассы из особых микроорганизмов. И приобретает свойства, приближающие его к шерсти…

Способ получения углеродных волокон из хлопковых и льняных разработан еще в конце прошлого века. Но потом о нем надолго забыли. И вспомнили лишь тогда, когда ракетно-космическая техника потребовала легких и прочных теплозащитных материалов. Так появились современные углеродные волокна, которые в инертной среде выдерживают до трех тысяч градусов, а в окисленной — до четырехсот…

Сегодня углеродные волокна получают в основном из вискозных и поли-акрилонитрильных, нагревая их до высоких температур в инертной среде. При этом атомы кислорода, водорода, азота и других элементов «выжигаются», но углеродная цепочка полимерной молекулы остается. Понятно, что волокно с такой «конструкцией» получается хрупким. Но даже как простой наполнитель оно наделило изделия прочностью металла при весе в 3–5 раз меньше. А потом специалисты научились превращать его в нити, жгуты, ленты, ткани.

И сразу как из рога изобилия посыпались новые области применения. Костюмы с электроподогревом, отопительные элементы для домиков газовиков, теплиц, кабин тракторов и дорожных машин — они могут питаться током напряжением от 36 до 220 вольт. В конструкциях самолетов листовые панели на основе углеродной ленты вступили в спор со стеклопластиками, снижая вес конструкции на 10–15 процентов.

Углеродное волокно нашло применение и в фильтрах для очистки лекарств и донорской крови, в системах улавливания вредных выбросов и защиты органов дыхания. Здесь оно поглощает самые разные вредные вещества — вплоть до паров ртути — в 3–4 раза быстрее, чем активированный уголь.

Но и на этом перечень профессий углеродного волокна не кончается. До недавнего времени считалось, что углерод существует в трех формах — в виде алмаза, графита и аморфного углерода. Ученые же Института элементоорганических соединений АН СССР доказали, что есть и четвертый вариант — углерод с линейной структурой, получивший название карбин. По свойствам он — полупроводник. Но под действием света во много раз увеличивает электропроводность, благодаря чему может быть использован в фотоэлементах. А сегодня на основе карбина создано волокно витлан, незаменимое в восстановительной хирургии. Химики давно научились делать искусственные кровеносные сосуды из волокон. Но все они сохраняли недостаток естественных — в них образовывались тромбы. Сосуды же из витлана исключили эту опасность. Если уж менять что-то в организме на «запасные части», так пусть они будут лучше, чем созданные природой…

ПЛЕНКА ГАРАНТИРУЕТ СВЕЖЕСТЬ

Первоначальная свежесть, питательные и вкусовые качества овощей и фруктов долго сохраняются благодаря специальной синтетической пленке, созданной Казахским научно-исследовательским институтом плодоводства и виноградарства в содружестве с химиками.

Идею подсказала природа, выработав у растений способность покрывать плоды слоем воска. Этот слой защищает их от потери влаги и от микроорганизмов, но на сорванных плодах быстро разрушается. Казахстанские ученые предложили заменить воск особо обработанным парафином. Пленка из него не боится низких температур и достаточно прочна. Этот защитный материал испытан на многих видах овощей и фруктов. Проведены опыты и с картофелем.

Клубни его при таком способе хранения длительное время остаются сочными. Некоторые виды пленок применяются на мясокомбинатах. Покрытое ими мясо долго не теряет своих первоначальных качеств.

ЖЕЛЕЗНОЕ ДЕРЕВО

Прочность металла обретают деревянные конструкции, обработанные по технологии эстонских ученых.

Обычные доски из малопригодных в строительстве лиственных мягких пород пропитываются в вакууме особым составом сланцевых смол, а затем, как керамические изделия, обжигаются в печи. Смолы, проникая во все поры древесины, затвердевают, и такая древесина уже не боится ни сырости, ни огня, ни биологически активных веществ. До термообработки конструкции можно придать любую форму, например, согнуть доску в колесо.

ЧТО ПЛЕНКЕ ПО ПЛЕЧУ?

Специалисты научно-производственного объединения «Пластик» считают, что возможности полимерных пленок еще далеко не исчерпаны. Так, например, для теплиц они создали полиэтиленовую селективную пленку типа «инфран». Специальные добавки наделили ее ценным свойством — она задерживает инфракрасное излучение, пытающееся покинуть теплицы, и тем самым сберегает немало тепла. А в итоге урожайность в теплицах повышается на 10–15 процентов.

Иное дело — двухслойная вспененная полиэтиленовая пленка: ее задача — рассеивать падающие потоки света. Благодаря этому в теплицах создается мягкое, ровное освещение, избавляющее растения от резких воздействий солнечной радиации. И они в ответ щедро увеличивают зеленую массу.

Среди разработок химиков есть и полиэтиленовая пленка с примесью… сажи: она не пропускает лучи видимой части солнечного спектра. И поэтому на укрытых ею участках всходы сорняков обречены на гибель.

Но одновременно в пленке предусмотрены отверстия: для посадки саженцев культурных растений, для их снабжения светом и влагой. Применение такой пленки обеспечивает ранние всходы, увеличивает урожайность и сокращает затраты труда на уход за растениями.

«ЗОЛОТОЕ РУНО» СИНТЕТИКИ

Требования к одежде сегодня настолько многоплановы, что заставили ввести обобщающее их понятие — социальный комфорт. В частности, оно означает, что в каких бы условиях ни оказался владелец — попал ли под дождь или совершил поездку в переполненном автобусе, — одежда должна сохранить нарядный внешний вид, не сминаться, не приобретать пятен. С позиций этих требований синтетические волокна намного перспективнее натуральных. Но по гигиеническим свойствам, главное из которых — способность впитывать влагу, синтетика до последнего времени намного уступала хлопку или шерсти.

Отсюда и недоверие многих посетителей нашего института, когда мы показываем своего рода «фокус». В ванночку с раствором красителя опускаем концы трех внешне одинаковых полосок ткани. И через три минуты предлагаем ответить: из каких волокон они сделаны?

Человек видит, что первый образец практически не впитывает раствор, Второй — окрасился до половины, а третий — до самого верха. И уверенно отвечает: первый — синтетика, второй ее смесь с хлопком, третий — чистый хлопок. А дальше, когда выясняется, что из хлопка сделан лишь второй образец, а два других — из одинаковых синтетических волокон, мы обычно слышим: «Не может быть!»

Секрет прост: в нашем институте разработана технология обработки синтетических тканей в низкотемпературной паровоздушной плазме, создаваемой электрическим зарядом. Она-то и наделяет ткань способностью впитывать влагу. Эта способность сохраняется даже после пятнадцати-двадцати стирок.

На этой же основе мы разработали и синтетическую вату для медицинских целей. Как и натуральная, она хорошо впитывает влагу. А кроме того, в структуру ее волокон включены специальные асептические и лекарственные препараты, которые благотворно действуют на любые раны, особенно ожоги, ускоряя их заживление.

Теоретические расчеты показывают, что по прочности синтетические волокна могут намного превосходить любой из известных металлов. Но до сих пор мы научились использовать не более 10 процентов этих потенциальных возможностей. Дело не только в несовершенстве технологии. Тонкие волокна на самом деле представляют собой сложный композиционный материал, где прочные кристаллические структуры чередуются с аморфными участками. И эти аморфные участки ослабляют волокно.

Мы решили научиться в процессе получения волокна как бы пронизывать его слабые аморфные участки прочными кристаллическими структурами. Совместно с МГУ, Ленинградским институтом высокомолекулярных соединений АН СССР и Физико-химическим институтом имени Л. Я. Карпова была создана технология получения таких армированных волокон, позволяющая повысить их прочность в 1,5–2 раза.

Новая теория и способ получения армированных волокон открыли пути для их применения в самых передовых областях техники. Наверное, многим известно, какие большие надежды на будущее вычислительных машин и информационных систем связаны с успехами волоконной оптики. Но применяемые до сих пор стеклянные световоды не лучшее из решений из-за хрупкости. От этого недостатка и избавлены светопроводящие синтетические волокна, над созданием которых работают наши специалисты. Кабели из них можно будет связывать узлом, им будут не страшны вибрации и атмосферные воздействия. Легкие и удобные в эксплуатации, они к тому же обещают быть значительно дешевле стеклянных.

Мы надеемся, что в недалеком будущем туристы, геологи, нефтяники получат в свое распоряжение небольшие мягкие пластинки из материала, внешне напоминающего войлок. Это созданный у нас сорбционный волокнистый нетканый материал с наполнителем из угольного порошка или других активных компонентов. С его помощью можно фильтровать и обеззараживать воду. Или с тем же успехом извлекать из растворов соли тяжелых металлов. В горящем здании такую пластину можно прижать к лицу и дышать через нее в течение нескольких минут, необходимых, чтобы выбраться из опасной зоны. И эти же нетканые материалы могут быть использованы как основа для мягкой кровли или «подстилка» для дорог.

Все эти разработки — реальная перспектива ближайшего дня.

ПОЧТИ КАК ПОД КРЫШЕЙ

Заполнив кормами огромные силосные башни, животноводы не обретают желанного покоя. В массе силоса непрерывно идут сложные химические процессы, многие из которых могут погубить все запасы. Вот если бы удалось закупорить башню, как консервную банку! Но можно поступить и иначе — добавить в силос консервант КВС-2, созданный новосибирскими учеными.

Проведенные испытания показали, что при этом не только улучшается сохранность кормов, но и снижаются потери сухого вещества в 2–7 раз, а сахара — в 5 раз. При откорме молодняка таким силосом на каждую затраченную тонну консерванта удалось получить дополнительно 2 тонны мяса, а у коров надои молока выросли на 10–15 процентов и одновременно увеличилась его жирность.

САХАР ИЗ ТОРФА

Технологию промышленного производства кормового сахара из торфа разработали совместно специалисты Белоруссии, Латвии и Российской Федерации. В отличие от свекольной патоки, широко применяемой в сельском хозяйстве, он содержит, кроме сахарозы, ряд других питательных веществ. Кормовые добавки из торфяного сахара способствуют увеличению среднесуточных привесов животных и птиц на 15–20 процентов.

КУРИЦА НЕ ИЗ ЯЙЦА

Вековой спор схоластов, что появилось вначале — курица или яйцо, наконец завершился. Ученые научились получать курицу без всякого яйца. Хотя бы из растений. Где же происходят такие чудеса? Называем точный адрес: Москва, улица Вавилова, 28, Институт элементоорганических соединений АН СССР. В лабораториях института творятся и другие необыкновенные вещи. Свиные отбивные делаются из трав, жареный картофель — из рисовой муки, черная икра — из молока.

Но для чего все это? Ведь курицу можно получать классическим способом — из яйца, а отбивную готовить из свинины… Зачем огород городить?

Когда-то на Земле людей жило немного. Чтобы насытиться, достаточно было съесть мамонта. А гарнир к мамонту женщины племени добывали в ближайших окрестностях пещеры — травы, коренья, ягоды. С увеличением численности населения выросла и потребность в пище, к тому же появились гурманы…

До сих пор нам готовило Солнце. Но КПД образования, например, мясной пищи крайне низок: на говядину идет всего одна миллионная доля солнечной энергии. Это понятно, ведь растения и животные живут вовсе не для того, чтобы служить нам едой, их вполне устраивает мизерное использование энергии Солнца. Но нас с вами уже не устраивает. Поэтому ученые ищут новую стратегию получения пищи. Человечество должно изменить методы добывания пропитания, считают они.

Решить эти задачи можно с помощью' химии и микробиологии. Прежде всего надо синтезировать белки, без чего невозможно создать искусственную пищу. Хотя белков в природе очень много, но все они состоят из одних и тех же «блоков» — аминокислот, а их всего двадцать. Все белки, попадая с пищей в организм, расщепляются до аминокислот. Из них опять синтезируются белки, белки уже нашего тела — клетки, ферменты, иммунные тела… В природе «синтез» белков из аминокислот происходит в растениях и животных.

В природе достаточно питательных веществ, которые почему-то не используются. Например, белки, выделенные из обезжиренного молока, жмых — семена с выжатым из них растительным маслом, отходы мясной промышленности. Вот же она, полноценная белковая пища!

Получают белки и с помощью микробов. Хорошие источники аминокислот — традиционно несъедобные вещества. Входящие в их состав аминокислоты ничем не отличаются от тех, что входят в состав самой лакомой пищи. Все это только исходный материал, и в наших возможностях создать из них необходимые для питания людей вещества, аналогичные природным.

Именно поэтому название «искусственная пища» весьма условно. Она ведь состоит из тех же компонентов, что и природная, — просто она создается в лаборатории, в искусственных условиях. Мы перестаем зависеть от сезонности, от погоды. Искусственная пища легко стандартизируется, сохраняется ее постоянный состав и биологическая ценность. Новая стратегия создания продуктов питания имеет, таким образом, социальный и экономический эффект, что повлияет и на экологические процессы на земле. Прекратится распахивание огромных территорий, которые можно будет использовать для туризма. Сохранится лесной покров, а это чрезвычайно важно для поддержания водного баланса. Мы же знаем, что развитие древних земледельческих цивилизаций — египетской, шумерской — привело к образованию пустынь в Азии и Африке.

И еще. Хотя на всех этапах транспортировки, хранения и переработки пищи и торговли ею существует ветеринарный и санитарный контроль, все-таки не всегда удается избежать инфекции. А искусственная пища — плохая питательная среда для болезнетворных бактерий.

К тому же пищу в лаборатории можно готовить по рецепту врача.

Синтез жиров, углеводов, витаминов уже освоен, а минеральные соли и микроэлементы искусственно получать не надо. Многие никак не могут отказаться от сладкого. Поэтому углеводы лучше заменять другими, безвредными, но тоже сладкими веществами. Это выгодно и экономически. Аспартам, скажем, в 150 раз слаще сахара, а расходуется его на 15 процентов меньше.

Вместо насыщенных жиров в синтетической пище будут содержаться жиры ненасыщенные, благотворно влияющие на организм, идентичные растительным.

Но естественный и коварный вопрос: а съедобна ли искусственная еда! Захочется ли ее есть?

Специалисты считают так: искусственная пища должна повторять привычную нам традиционную буквально во всем. Поэтому в институте создана лаборатория химии запаха. Сотрудники института уже владеют секретами запахов зернистой икры, лососины, какао. Найдена композиция из 160 компонентов, которая дает аромат свежеиспеченного хлеба.

Итак, сцена в ресторане недалекого будущего.

Посетитель делает заказ:

— Пожалуйста, ветчину из сои, цыпленка табака из трав.

ЧЕЙ ГОЛОС?

В одном из западногерманских городов было совершено преступление: похищен ребенок. Вскоре в квартире его родителей раздался телефонный звонок. Похититель назвал цифру денежного выкупа. Находчивый отец ребенка попросил отсрочку на сутки якобы для экстренного поиска необходимой суммы. Условились о следующем телефонном звонке на завтра. Потерпевший обратился в полицию, и сутки спустя разговор прослушивался и записывался специальной аппаратурой. А еще через день по местному радио сообщалось: разыскивается человек 42–43 лет, уроженец земли Северный Рейн-Вестфалия, занимающийся физическим трудом, лысый, грузный. После сообщения в эфире прозвучал акустический монтаж из речевых элементов преступника. В течение часа около сотни горожан обратились в полицию. Восемь из них назвали одно и то же лицо. Подозреваемый был задержан. Плотник по профессии, 42 лет, выходец из Вестфалии, тучный, лысый человек как раз и оказался преступником.

Распространение магнитофонов побудило заинтересоваться проблемами голоса и криминалистов. В нашей стране с 1966 года в законодательном порядке было разрешено использовать магнитофоны для фиксации показаний на предварительном следствии и в суде.

Звукозаписи, полученные с соблюдением специальных правил, на следствии или в суде принято называть процессуальными, но, кроме них, имеются еще ведомственные и бытовые.

Однако голос человека — явление весьма сложное и далеко не полностью изученное. До сих пор не утихает спор: одни считают, что он возникает под действием голосовых связок, усиливается и окрашивается обертонами в гортани, полости рта и носа; другие убеждены, что голосовые связки колеблются не под действием струи воздуха, а их колебаниями управляют специальные сигналы из мозга. Но главное: можно ли идентифицировать личность человека по голосу?

Видно, не зря в средневековой Италии сведения о тембре голоса вносились в полицейские паспорта наряду с ростом и цветом глаз. Но научно доказать, что голос индивидуален, удалось сравнительно недавно: при конструировании искусственного речевого тракта соединили последовательно 45 элементов, каждый из которых мог принимать сто положений. Получается, разнообразие выходных характеристик равно 45100. Причем это лишь модель, а не настоящий речевой тракт.

В разнообразии тембра голоса и заложена основа его индивидуальности. Крупный психолог профессор А. Бо-далев даже подметил, что большинство людей почти безошибочно определяют возраст человека по голосу (видимо, Ильф и Петров ошибались, утверждая, что у женщин голоса неизменны).

Похожие голоса встречаются, а вот одинаковых не бывает. Прислушайтесь к выступлениям имитаторов голосов знаменитых актеров — А. Райкина, Л. Утесова и других. Пародисты копируют не сам голос, а только манеру говорить или петь, интонации и жесты.

Более того, эксперименты профессора Р. Фарманн доказали: изменить собственный голос — сделать его неузнаваемым — можно на протяжении всего 3–5 слов, а дальше индивидуальные признаки возьмут свое. Разумеется, если сунуть в рот ложку, все становится сложнее.

Индивидуальность голоса несомненна, но этого мало — надо зафиксировать индивидуальные свойства, изучить их и опознать так, как это делает живой анализатор — наш слух. Такая необходимость в юридической практике возникает далеко не редко.

Расследование уголовного дела связано с огромной работой по записи показаний участников процесса, еще больший объем занимают судебные протоколы. Закон же требует «по возможности дословной» записи всего, что говорят обвиняемые, свидетели и потерпевшие. Но, как бы старательно ни велись записи, значительная часть скрытой в них информации останется за пределами протокола: разве запишешь эмоции, интонации, акценты — все, что отличает живую речь от мертвых букв? Обедненность письменного протокола подмечена давно: еще в средние века его пытались дополнить «протоколом поведения», где записывалось, при каких обстоятельствах или с какой интонацией даны показания. В наши дни эта роль доверена магнитофонам.

Казалось бы, чего проще — мы ежедневно узнаем людей по голосу. Всего-то и надо построить прибор по образу человеческого уха — и проблема «решена. Но уж очень сложно устроено ухо. Ученые и инженеры пока не могут смоделировать его достаточно близко к оригиналу. Исследования растянулись на долгие годы.

Во многих странах для этой цели используются системы, состоящие из звукового спектрографа, электронно-вычислительной машины и прибора для распознавания образов.

Исследования свойств голоса — не только криминалистическая, но и общетехническая проблема. Чтобы роботы учились говорить и понимать словесные команды, надо сначала четко определить составные элементы голоса и речи. И научить ЭВМ понимать человеческую речь. Получается, в совершенствовании и машин и человека цель общая — понять голос и распознать, чей он.

ВОКРУГ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ

Высотные гостиницы «открыли» панорамы промышленных центров взору миллионов людей. И многие с удивлением обнаружили, что современный город — это не только стройные кварталы, но и лес дымовых труб самых разных размеров. Их стволы, устремившиеся в небо, порой даже на полукилометровую высоту, — неизбежная плата за чистоту воздуха на улицах. И одновременно — символ нашей… расточительности.

Судите сами: тепло дымовых газов через стенки труб безвозвратно уходит в окружающее пространство. А ведь это деньги, в буквальном смысле выброшенные на ветер. И деньги немалые: только в нашей Армении действуют более 4 тысяч дымовых металлических труб. А по стране их примерно в сто раз больше.

Между тем самая заурядная труба метрового диаметра и высотой 25 метров отдает за час около 100 тысяч килокалорий тепла. А все трубы в стране, по самым скромным подсчетам, — 40 миллиардов килокалорий в час. Если даже учесть, что многие котельные работают лишь в холодное время, получается: на обогрев атмосферы мы ежегодно тратим свыше 12 миллионов тонн мазута. Или более 300 миллионов рублей.

Насколько неизбежны эти потери? Задавшись таким вопросом, мы с коллегами пришли к выводу: тепло дымовых газов нужно заставить работать. Сама труба — достаточно мощная конструкция, по всей высоте которой можно навесить круглые «тарелки» площадок. Если соединить их по периметру легкими стенами, например, из стекла, то труба превратится в многоэтажное сооружение, помещения которого будут отапливаться ее теплом.

Самое простое — разместить в такой башне теплицы для выращивания овощей. Их потребности в тепле хорошо согласуются с сезоном режимов работы котельных. Зимой же недостатка в «калориях» не будет: упоминавшаяся выше 25-метровая труба способна обогреть 2,5 тысячи квадратных метров «огорода». А каждый квадратный метр «под крышей», если судить по опыту подмосковной фирмы «Весна», способен дать за год, например, 20–30 килограммов огурцов.

В пользу башенных теплиц говорят и другие соображения. На их сооружение нужно примерно на 30 процентов меньше стекла, чем на традиционные многоскатные кровли. Им потребуется гораздо меньше воды, которая в обычных теплицах, фильтруясь, уходит в подпочвенную толщу. Подав воду на верх башни, ее можно пустить самотеком по этажам. А затем, очистив, снова поднять, организовав замкнутый круг-цикл. Благодаря этому, несмотря на кажущуюся сложность сооружения теплиц вокруг труб, они будут окупаться за 2–2,5 года. А может быть, и раньше.

Но теплицы не единственная возможность использовать тепло дымовых труб. Особенно если ее корпус спроектировать в виде полой трубчатой спирали с циркулирующим теплоносителем. В этом случае на ярусах вокруг заводских труб можно разместить сушильные камеры, нагреватели адсорбционных холодильных машин и другое тепловое оборудование. А в жилых районах города — оранжереи, зимние сады, бассейны, кафе и рестораны. Если к этой идее приложат руку архитекторы, то дымовые трубы вообще исчезнут из панорамы города. Вместо них поднимутся многоэтажные сооружения из стекла и цветного бетона, где только по спрятанному в центре стволу будут спешить наверх дымовые газы.

ЧАЙ ПОД УДАРОМ ЛАЗЕРА

В поисках способов повышения качества чая сотрудники Грузинского политехнического института имени В. И. Ленина совместно со специалистами республиканского промышленного объединения «Чай-Грузия» решили прибегнуть к помощи… лазерного излучения. Как показали эксперименты, лазерный «удар» увеличивает количество тоника — основного компонента сложного чайного напитка. Соответственно улучшается его вкус и аромат.

В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

При температуре свыше 1000 градусов — и не где-нибудь, а в агрессивных средах — может работать экономно-легалированная хромомарганцевая сталь новой марки, которую создали сотрудники Института металлургии имени 50-летия СССР Академии наук Грузии. Благодаря повышенной стойкости к коррозии эта сталь может быть использована в конструкции цементационных печей и для изготовления тиглей, в технологическом оборудовании предприятий, выпускающих фруктовые соки и овощные консервы.

ЕСЛИ ВЗОРВАТЬ КЛЕТКИ

Стальная рука валочной машины цепко ухватила ствол, и «ножницы» впились в древесину. Но вместо аккуратного надреза из-под острых кромок полетели щепки — на тридцатиградусном морозе дерево стало хрупким, как стекло. И к тому же намного прочнее — недаром усилия на «ножницах» возросли чуть ли не вдвое.

Но вот оператор щелкнул тумблером на пульте, и лезвия «ножниц» вошли в древесину, словно в масло. В чем дело?

Оказывается, в работу включился генератор электромагнитных волн сверхвысокой частоты. А лезвия «ножниц» служили для них антенной направленного действия. С их помощью СВЧ-энергию удалось сконцентрировать в зоне резания, где она быстро растопила лед, сковывающий древесину. И теперь ствол уступил машине при значительно меньших затратах мощности.

К сожалению, таких машин вы пока не встретите на лесосеках. Но исследования, открывающие пути к их созданию, уже ведутся в Центральном научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте механизации и энергетики лесной промышленности (ЦНИИМЭ). Они-то и показали, что радиоволны могут стать незаменимым инструментом при заготовках и переработке древесины.

Такой вывод родился не случайно: древесина — влажный материал. А вода отлично поглощает энергию электромагнитного поля в диапазоне сантиметровых волн. Поэтому с помощью СВЧ-генераторов в древесине можно создавать высокие концентрации энергии в небольших объемах, «загонять» ее на значительную глубину. При этом скорость нагрева до нужной температуры практически не зависит от толщины дерева. А энергия СВЧ-поля почти полностью переходит в тепло.

Эти свойства СВЧ-поля в корне меняют наши представления об основных операциях лесного конвейера. Скажем, сегодня, чтобы удалить кору и распилить промерзшие стволы, их приходится выдерживать в специальных бассейнах с горячей водой. Но кора и древесина плохо проводят тепло. Поэтому, как ни увеличивай температуру воды, существенно ускорить операцию не удается.

Иное дело, если применить СВЧ-генераторы. Эксперименты показали, что в этом случае затраты энергии можно уменьшить в 2–2,5 раза. А при увеличении частоты поля — даже в 4–6 раз. И одновременно резко сократить продолжительность операции: вместо обычных 8 минут на нее потребуется всего 10 секунд.

Отсюда реальная возможность создать конвейерные линии с непрерывной подачей сырья, избавиться от сложностей очистки сточных вод. И перепоручить СВЧ-полю следующую операцию — удаление коры с бревен.

Дело в том, что между корой и древесиной ствола расположен слой так называемого камбия. Его клетки наиболее молодые, имеют очень тонкие стенки и потому обладают наименьшей прочностью. К тому же они полностью заполнены влагой. Если с помощью СВЧ-поля в них за короткое время «вогнать» большое количество энергии, то эта влага мгновенно вскипит и клетки фактически взорвутся. И кора сама слетит со ствола.

Особенно большой выигрыш этот способ обещает при производстве бумаги. Сегодня, чтобы получить чистое сырье, приходится отправлять в отходы вместе с корой до 2–7 процентов древесины. СВЧ-технология практически исключает потери. Более того, оказалось, что она может быть с успехом применена и для превращения древесной щепы в волокнистую массу. Нужно лишь заставить клетки взрываться. Только теперь — по всему объему древесины. Для этого нужен мощный импульс СВЧ-поля, способный за две сотые доли секунды создать в клетках избыточное давление порядка 4 атмосфер. И тогда щепа практически мгновенно превратится в волокнистую массу.

Можно поручить СВЧ-полю и сбор ценной хвои. Как известно, она содержит большое количество биологически активных веществ. Добавка в рацион скота и птицы 3–5 процентов хвойно-витаминной муки заметно повышает их продуктивность.

А теперь представьте такую картину: на делянке со срубленными деревьями появляется машина, оснащенная СВЧ-генератором и мощным «пылесосом». Включены агрегаты — и иглы хвои, словно по мановению волшебной палочки, сами отрываются от веток и засасываются в приемный бункер. В чем дело? Секрет прост: радиоволны «перерубают» основание у хвоинок, которое в несколько раз тоньше самих иголок. И «пылесосу» остается лишь втянуть их.

Впрочем, и этот пример не исчерпывает всех возможностей СВЧ-поля. Новые исследования принесут и новые открытия. Но пока надо думать о практической реализации найденных решений. В нынешней пятилетке промышленность намечает освоить серийный выпуск мощных СВЧ-генераторов. С их появлением связаны и наши надежды на перевооружение лесного конвейера.

ЗЕЛЕНОЕ… ЗЕРКАЛО

Когда нефтеналивные суда совершают тысячемильные переходы, солнце нещадно нагревает палубу.

Повышается температура и в танках с нефтью, из которой начинают испаряться самые ценные легкие фракции. Как уменьшить эти потери? Казалось бы, ответ известен: надо покрывать палубу эмалью с добавками, например, алюминиевой пудры, частицы которой хорошо отражают солнечные лучи.

Но такое решение не устроило моряков: часами сверкающая палуба — слишком утомительное зрелище для глаз. И тогда специалисты ленинградского НПО «Пигмент» создали теплоотражающую эмаль… зеленого цвета. Не утомляя глаз, она на 5—10 градусов снижает температуру нагрева палубы со стороны грузовых танков. И почти на 40 процентов уменьшает потери от испарения.

ВМЕСТО ПЧЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Борьба с вредителями с помощью гербицидов породила непростую проблему: несмотря на все меры предосторожности, от них гибнут и насекомые, опыляющие растения. Конечно, можно применить искусственное опыление. Но и оно не всесильно. Особенно когда речь идет о подсолнечнике, гречихе, люцерне.

Решая эту проблему, сотрудники кафедры механизации и электрификации сельского хозяйства Херсонского сельскохозяйственного института вспомнили о таком устройстве, как электроскоп.

Его стержень с шариком и опавшими бумажными лепестками хорошо нам знаком еще со школы. Помним мы и другое: стоит поднести к шарику палочку, заряженную статическим электричеством, — и лепестки, получив одноименный заряд, тотчас расходятся. Почему бы не использовать это явление? У цветка есть стержень-стебель и лепестки. Чем не электроскоп?

Опыты подтвердили смелую догадку. Когда к ножке цветка прикасались гибким заряженным электродом, его лепестки, получив одноименные заряды, тут же раскрывались.

Работы эти продолжаются: найденное решение теперь предстоит воплотить «в металле», в виде конкретной машины.

КОСМИЧЕСКИЙ ВОДОМЕР

Автоматизированный учет количества влаги, выпадающей в виде снега в горах близ столицы Казахстана Алма-Аты, начали проводить с помощью космических лучей.

Приборы размещены на двух уровнях — под снегом и над ним. Это позволяет регистрировать влияние воды в снегу на интенсивность потока космического излучения. Контроль за снежным покровом с помощью космических частиц высоких энергий обеспечивает большую точность учета влаги, законсервированной в снеговой толще. Это имеет важное значение для заблаговременного определения размеров предстоящего весеннего половодья на реках, планирования режимов эксплуатации ирригационных водохранилищ и работы гидроэлектростанций.

Система, действующая в автономном режиме, сконструирована учеными Казахского университета.

СКОЛЬКО ВЕСЯТ ЛЕДНИКИ

Несколько часов потребовалось гляциологам Казахстана для «взвешивания» ста с лишним глетчеров хребта Джунгарский Алатау. Для этого использовалась радиолокационная система, установленная на вертолете. С ее помощью зондировались расположенные выше облаков вечные льды на всю их толщу.

Отраженное при этом «эхо» регистрировалось на пленке. Ее анализ дал возможность определить запасы законсервированной в глетчерах пресной воды. Оказалось, что в каждом из них хранится по 10–15 миллионов кубических метров чистейшей влаги.

Полученные сведения важны для развития поливочного земледелия на юге Казахстана, для прогнозирования изменений климата в этом районе.

КАК ЗАМОРОЗИТЬ ЕНИСЕЙ?

Случилось непредвиденное: после того как вступила в строй Красноярская ГЭС, на Енисее каждую зиму ниже плотины образуется полынья длиной… 300–400 километров. Она «живет» по своим законам: крепчают морозы — и полынья укорачивается, потеплеет — снова увеличивается. Но полностью не замерзает даже в самые сильные холода.

Теперь, когда в Красноярск приходят морозы в 35–40 градусов, улицы погружаются в молочную пелену — Это «парит» полынья на Енисее. Клубы тумана мешают движению городского транспорта, нарушают расписание Аэрофлота. А лето приносит немалые огорчения любителям плавания: температура воды в Енисее не поднимается выше 10–12 градусов. И купаются в нем только «моржи».

Не будем спешить с критикой в адрес проектировщиков гидроузла: по их расчетам, длина полыньи не должна была превышать 20 километров. А так как гидроэлектростанция строилась значительно дальше от Красноярска, то она ничем городу не угрожала. Лишь потом выяснилось, что методика, по которой велись расчеты, непригодна для могучего Енисея; такая же полынья выросла и за плотиной Саяно-Шушенской ГЭС,

Но для красноярцев эти доводы — слабое утешение. Им не нравится, что зимой на реке нет крепкого льда. А значит — невозможны и давние транспортные связи между хозяйствами, расположенными на разных берегах и на островах. Медиков беспокоит выросшая влажность воздуха — в морозы она способствует возникновению заболеваний верхних дыхательных путей. А гидрологам не нравится, что дно реки начало интенсивно зарастать водорослями. Словом, были причины, чтобы задуматься: как же все-таки заморозить Енисей?

Наши расчеты и прикидки показывают, что проблему можно решить несколькими путями. Водохранилище за плотиной объемом в 30,4 миллиарда кубометров — это огромный накопитель тепловой энергии. Из него вода в турбинные водоводы поступает не с поверхности, а почти с сорокаметровой глубины. И поэтому практически всегда имеет одну и ту же температуру: зимой — достаточно высокую, чтобы не замерзать, летом—слишком низкую для любителей купания. Причем поток этой воды настолько мощный, что, даже миновав турбины ГЭС, она не может сразу перемешаться с водной массой за плотиной. Ей требуется пройти еще 300–400 километров, чтобы прийти «в норму».

Отсюда и напрашивалось решение: так организовать забор воды для гидротурбин, чтобы она поступала не с глубины, а с поверхностных слоев водохранилища. В этих слоях температурный режим воды близок к естественному.

Чтобы осуществить эту идею, надо вдоль всей плотины со стороны водохранилища опустить на глубину до трех метров большой плавающий щит с козырьком. Последний должен быть направлен в сторону верхнего бьефа, чтобы преграждать путь в водоводы восходящим потокам, идущим из глубин. Этот козырек надо сделать подвижным — чтобы регулировать потоки в зависимости от уровня воды в водохранилище. А сам щит можно изготовить из самых разных материалов — даже из дерева.

Несколько иной вариант решения предложили В. Ляпин и В. Придорогин — сотрудники ВНИИ гидротехники имени Б. Е. Веденеева. В их проекте козырек щита выполнен в форме короба, который держится на поплавках. Вода заходит в него и устремляется к водозаборным отверстиям. При обработке или наполнении водохранилища короб сам по себе опускается или поднимается.

Есть еще один проект — московского инженера Г. Максимова. В основе его все та же идея подачи воды из поверхностных слоев искусственного моря. Только щит для этого сделан с «окнами» против каждого водозаборного отверстия — чтобы вода поступала лишь на работающий агрегат.

«Окна» же должны открываться и закрываться с помощью крана.

Словом, проектов немало. Однако, прежде чем браться за воплощение любого из них, надо все хорошенько просчитать, чтобы вновь не ошибиться. Ведь теперь надо будет замораживать Енисей при работающей ГЭС. А она, как известно, сбрасывает воду неравномерно. Значит, лед на реке будет то ломаться, то его будет заливать вода.

Таких вопросов множество. Но решать их необходимо. Только на Енисее планируется создать каскад из семи гидроэлектростанций. А всего в Сибири и на Дальнем Востоке их будут десятки. Значит, уже сейчас надо детально изучить гидротермические и ледовые режимы реки после строительства ГЭС.

НАСТУПЛЕНИЕ НА ШУМ

О разработке специалистами стран— членов СЭВ стандартов, гарантирующих тишину на производстве и в быту, рассказывает ответственный секретарь советской части Постоянной комиссии СЭВ по сотрудничеству в области стандартизации А. Савин.

То, что шум не просто неудобство, а зло, люди осознали давно. Сегодня известно: шум — раздражитель общебиологический. Длительное его воздействие неблагоприятно не только для слуха. Расшатываются нервы, нарушается деятельность сердечно-сосудистой системы, обостряются другие, казалось бы, совсем не связанные со слуховым аппаратом заболевания. И привыкнуть к нему вопреки распространенному мнению нельзя.

А экспансия шума между тем продолжается. По данным исследователей, производственный шум каждый год увеличивается на 1 децибел.

Нормативно-технической основой комплексного, всеобъемлющего решения этой проблемы является стандартизация — целенаправленная и планомерная деятельность, призванная строго регламентировать все факторы, так или иначе порождающие шум, и установить методы и способы защиты от него.

Большое значение имеют стандарты с маркой «СЭВ», предназначенные для применения в народном хозяйстве.

По плану международного сотрудничества разработка стандарта поручается стране, уже накопившей определенный опыт в той или иной отрасли, Проект документа согласовывается со всеми государствами содружества, проходит экспертизу Института СЭВ по стандартизации и только тогда утверждается Постоянной комиссией СЭВ. Творческое взаимодействие рождает цепную реакцию идей и решений. Поэтому каждый стандарт СЭВ представляет собой синтез современных научных знаний, ориентирован, на использование прогрессивной техники, технологии, материалов.

Какие «гаранты» тишины разработали стандартизаторы СЭВ? Прежде всего замечу, что тишина — понятие относительное. Поэтому разработанный венгерскими коллегами основополагающий стандарт СЭВ «Допустимые уровни звукового давления в жилых и общественных зданиях» устанавливает ряд соответствующих акустических пределов. В каждом случае тишина обретает однозначное количественное выражение. Так, тишина в квартире, с точки зрения медиков, — это 40 дБ днем и 30 дБ ночью, Для сравнения напомню: 25 дБ — шелест листвы на ветру, 30 дБ — тиканье часов на расстоянии одного метра, 75–80 дБ — шум на улице небольшого города.

В настоящее время специалисты работают над следующим стандартом СЭВ. Он установит предельно допустимый уровень шума на территориях жилищных застроек, в местах отдыха и детских игр. Норма, предусмотренная этим документом, в обязательном порядке будет учитываться при проектировании и застройке новых микрорайонов, благоустройстве городов. «Гулкие» районы будут перепланироваться, обзаведутся скверами, аллеями, парками. Ведь зелень приносит не только свежесть, но и тишину.

Чтобы эффективно бороться с шумом, надо уметь его измерять. Предполагается разработать стандарт СЭВ на методы измерения шумовых характеристик транспортных потоков. Единые методы позволят точно воссоздать шумовую картину города. Будут учтены направления потоков транспорта, интенсивность движения, количество машин, даже скорость и направление ветра. Эти своеобразные карты тишины позволят выяснить все «болевые точки», в которых шум в той или иной степени превышает дозволенные гигиенистами нормы.

При Постоянной комиссии СЭВ действует специальная рабочая группа по охране труда, которая координирует работу стандартизаторов содружества по защите от шума на производстве. Одними из первых в 1976 году стандарт СЭВ установил, например, технические нормы, ограничивающие шум машин текстильной промышленности, где работают преимущественно женщины.

Средства и методы защиты от шума классифицирует стандарт СЭВ, разработанный советской стороной. А стандарт СЭВ, сформулировавший общие требования к методам измерения шума, создали специалисты ЧССР. Измерительная аппаратура также должна быть надежной. Требования к ней предъявляет стандарт СЭВ «Шумомеры».

В последние годы более совершенными стали средства индивидуальной защиты: противошумовые вкладыши, шлемы, наушники. Но современный этап борьбы с шумом характеризуется не столько защитой, сколько наступлением: шум стремятся подавлять в зародыше, еще на кульмане конструктора. И укрощать его там, где он, увы, уже выпущен на свободу. Вот почему так важен стандарт СЭВ «Допустимые уровни шума на рабочих местах», разработанный специалистами ГДР. Даже на наиболее шумных участках, как требует стандарт СЭВ, уровень звука отныне не должен превышать 85 дБ.

Конечно, это еще не идеальные условия, к которым стремятся гигиенисты, но угрожающим здоровью такой уровень звука уже не является. С другой стороны, специалисты установили: снизить шум до 85 дБ вполне можно на каждом предприятии, на каждом рабочем месте.

Генеральное наступление на шум готовится. Постоянная комиссия возложила на СССР разработку проекта долгосрочной программы стандартизации, обеспечивающей всестороннюю защиту человека от шума.