РАССЧИТАЛ, ПОСТРОИЛ — ПОБЕДИЛ
Авиамодели тоже можно строить по-научному.
Денис Гавриков
Денис Гавриков из Оренбурга увлекается авиамодельным спортом. И не просто полетами моделей, а воздушными боями кордовых моделей.
Для этих боев строят специальные модели с высокой маневренностью и хорошими аэродинамическими свойствами. Загоревшись желанием победить в таком бою, Денис решил сначала исследовать аэродинамические данные крыльев моделей. Авиамоделисты обычно используют прямоугольное крыло, а Денис взял крыло трапециевидной формы. Эксперимент проводился в аэродинамической трубе, где с помощью динамометров измерялись сила сопротивления, подъемная сила и их коэффициенты в зависимости от скорости воздушного потока и угла атаки крыла.
Сравнивая аэродинамические данные крыльев двух видов, Денис выяснил, что срыв потока для общепринятых моделей происходит при угле атаки 180°, тогда как крыло трапециевидной формы устойчиво работает на углах в 220°. Выходит, что модель с трапециевидным крылом будет значительно маневреннее и устойчивее в полете, чем обычные. На основе проведенных расчетов и испытаний Денис построил модель с трапециевидным крылом, которая на городских соревнованиях по авиамодельному спорту в воздушном бою заняла первое место!
ДЛЯ РОДНОЙ ШКОЛЫ
Физические кабинеты нынешних школ не очень богато оборудованы, вот и приходится ребятам самим изготавливать нестандартные приборы. Иван Лукьянов и Михаил Замаренков из Калуги взялись да и построили лабораторную аэродинамическую трубу.
Состоит труба из трех секций: заборная воронка, экспериментальная камера и вытяжной вентилятор. Воронку ребята выклеили из ткани с эпоксидной смолой на специальной болванке. Экспериментальная камера — основной, можно сказать, узел — сделана прозрачной, из оргстекла. В средней ее части специальный подвес для установки обдуваемых моделей. Подвес через систему рычагов связан с лазерной указкой, которая фиксирует отклонение модели при обдуве на специальной выносной шкале.
Установка получилась компактная, ее легко переносить для демонстрации, а сам процесс нагляден и легко контролируется. Ребята продемонстрировали свой прибор на конференции, чем вызвали завистливые взгляды своих сверстников — аэродинамическая труба понравилась всем.
ИЗУЧАЕМ ФИЗИКУ НА ОПЫТАХ
Простой физический опыт может дать богатую пищу для размышлений.
Ивам Нестеров, Александр Соснин
Физику, да и другие науки, изучают по-разному. Можно просто «проходить», а можно экспериментировать, докапываться до корней. Когда такие поиски обретают законченный вид, они оформляются в виде докладов, и их было немало на конференции.
Учитель в классе демонстрировал физический опыт — изогнул проволоку буквой Z, установил ее серединой на острие вертикально стоящей иглы, и подключил это сооружение к электрофорной машине. Как только завертелось колесо машины, проволочка на острие тоже стала вращаться. Простой и красивый опыт, да и объяснение его кажется простым. Мол, электрические заряды стекают с острия проволочки и возникает импульс, закручивающий ее.
Многие принимают это на веру, а вот школьники из 21-й школы города Междуреченска Кемеровской области, Иван Нестеров и Александр Соснин, решили проверить, так ли это. Сомнения вызывало то, что опыт капризен, не всегда воспроизводится.
Поразмыслив над возможными механизмами вращения проволочки, ребята пришли к выводу, что таковых может быть два: ионный или тепловой.
Чтобы прояснить картину, провели прямые измерения сил, вызывающих вращение, измерили температуру воздуха в канале электрического тока. После этого стало ясно, что основной вклад вносят тепловые явления — нагревание молекул воздуха в зоне коронного разряда вблизи концов проволочки. На втором месте кулоновские силы взаимодействия. Однако с изменением внешних условий соотношение сил может меняться, этим и объясняется капризность опыта. Выполнив эту работу, ребята не только приобрели новое знание, но и научились проводить тонкие и точные измерения, ставить эксперимент.
Выпуск ПБ подготовил В. БУКИН
Рисунки В. КОЖИНА
ПАТЕНТЫ ОТОВСЮДУ
АВТОМАТ ПОГРУЖЕНИЯ
Очень простой и надежный механизм для игрушечной подводной лодки придумал японский изобретатель Кейко Кейкуся (японская авторская заявка под № 1-20623).
Представьте себе изящно выполненный из пластика корпус игрушки с таким объемом, что в воде он обеспечивает нулевую плавучесть. Под днищем обычный резиномотор вращает гребной винт. Если двигатель закрутить на полную мощность, то игрушка поплыла бы вперед, повинуясь лишь траектории погружения, которую задают рули глубины. На обычных игрушках угол их поворота задается вручную, а потому в движении повлиять на них уже никак нельзя. Что же предлагает Кейко?
Резиномотор, закрученный на полные обороты, имеет одну силу натяжения, а спущенный — другую, значительно меньшую. В динамике эта сила изменяется по линейному закону. Вот и предлагает Кейко закрепить носовой конец резиномотора не просто к крючку, жестко установленному на корпусе, а к нижнему плечу рычага. Второй же конец рычага через систему шестеренок присоединяется к передним рулям глубины и к штанге. Эта штанга выступает в верхней части корпуса и на своем конце имеет тормозную пластину. Столь сложное устройство придает движению модели под водой необычную траекторию. При запуске подводная лодка резко «ныряет» под воду, потом какое-то время движется по пологой траектории вглубь, а затем медленно всплывает на поверхность.
КАТАМАРАН НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ
Загруженное судно имеет большую осадку, и сопротивление воды при этом больше, следовательно, больше расходуется топлива. А незагруженное судно имеет большую парусность. Нельзя ли придумать такое устройство, которое бы в пределах дозволенной загрузки трюмов не изменяло бы глубину осадки? Пока только французскому изобретателю Пьеру Лойеру удалось решить эту задачу и подкрепить ее авторским патентом № 2607098. Правда, только для судов катамаранного типа.
Суть решения такова. Днище каждого поплавка катамарана в поперечном сечении имеет клинообразный срез, направленный не вниз, а… внутрь. Что это дает, понять нетрудно. Внутри корпуса, как и у всех судов, имеется полость постоянного объема; она и определяет начальную грузоподъемность. А вот между зеркалом воды и выпуклым днищем образуется еще одна полость, объем которой можно увеличивать, подавая в нее сжатый воздух. Следовательно, вес груза по закону Архимеда компенсируется весом вытесненной воды. Но в любом случае осадка судна остается неизменной, что существенно облегчает управление судном при сильном ветре, волнении моря и бурных течениях.
ДВУСТОРОННЯЯ КЛЮШКА
Так уж получилось, что мир поделен на правшей и левшей. И хотя последних раз в десять меньше, ничего не поделаешь — главная рука у них левая. А это значит, что и писать им сподручнее именно этой рукой, и держать зубную щетку, и даже играть хоккейной клюшкой с загибом, прямо противоположным загибу у правшей. И если шариковая ручка или зубная щетка одинаково годятся и тем и другим, то клюшки все же нужны разные. А это дополнительные технологические сложности при их производстве.