Страница 1 из 16
ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ
№ 3 март 2009
Популярный детский и юношеский журнал.
Выходит один раз в месяц.
Издается с сентября 1956 года.
СОЗДАНО В РОССИИ
Миллион за идею
Российский молодежный конвент — так именовался форум, состоявшийся в Москве в декабре прошлого года. Название было выбрано точно. Конвент — это собрание людей, облеченных полномочиями. Действительно, у участников конкурса — на суд экспертов свои идеи представили больше тысячи изобретателей — есть очень важная задача — вывести Россию на передовые рубежи науки.
И конвент — это приглашение всем молодым людям принять непосредственное участие в повышении ее научного потенциала. Здесь мы рассказываем лишь о некоторых разработках, которые показались особо интересными нашему специальному корреспонденту Виктору ЧЕТВЕРГОВУ.
Лучшим изобретением жюри признало работу 24-летнего аспиранта из Института физики твердого тела РАН Вячеслава Муравьева. Называется проект «Создание миниатюрного полупроводникового детектора терагерцового излучения». Суть же дела вот в чем.
До недавнего времени наиболее плохо изученным в электромагнитном спектре оставался терагерцовый диапазон частот (300 ГГц — 10 ТГц). Для него не было ни дешевых, миниатюрных и эффективных генераторов, ни детекторов, ни спектрометров. Несколько лет назад появились первые американские приборы, которые имеют размер около метра и цену от 100 000 до миллиона долларов.
В. Муравьев получил за свою разработку премию в 1 млн. рублей.
Фото на память после награждения победителей.
Между тем уже первые исследования показали, что террагерцовое излучение обладает уникальными свойствами. Для него по существу нет преград. Оно позволяет получать необычайно четкие изображения внутренних органов при медицинской диагностике, лечении ожогов и опухолей, а также обеспечить быструю беспроводную высокочастотную связь.
Кроме того, многие вещества — твердые тела, жидкости, биологические объекты — имеют характерные спектральные особенности в терагерцовом частотном диапазоне, поэтому терагерцовые волны позволяют не только выявить форму предметов, но даже различить их химический состав. Наконец, терагерцовое излучение безвредно для людей.
Для широкого распространения устройств терагерцового диапазона необходимо лишь одно — наличие надежных, компактных и недорогих приборов. Их-то и удалось создать Вячеславу Муравьеву и его коллегам.
«Мне отчасти повезло, — пояснил Вячеслав. — Я изучал так называемые плазменные волны и обнаружил, что на наноструктурах их частота попадает как раз на терагерцовый диапазон. Остальное было, как говорится, делом техники».
Сегодня создан прибор, который можно поднять одной рукой, а стоит он в сотни раз дешевле американских.
Принцип создания терагерцового излучения и само устройство успешно прошли процесс патентования. В настоящее время выпускник знаменитого МФТИ и его друзья создали маленькую фирму, которая ведет работы по усовершенствованию первоначального прототипа и готовится наладить серийный выпуск приборов.
Представьте себе ситуацию: на полном ходу мчится боевая машина. Разведчики обнаружили местоположение противника, и теперь им нужно как можно быстрее передать полученные данные в штаб, да еще так, чтобы передача не была перехвачена врагами. Иначе все труды могут пойти насмарку.
Модель железной дороги с вагонами на магнитной подвеске.
Президент России Д.А. Медведев с большим интересом ознакомился с разработками самых юных участников конвента.
Современные антенны-хлысты, тонкими прутиками раскачивающиеся над башнями и кабинами, остронаправленную передачу информации обеспечить не могут. Здесь нужны антенны другие.
Одну из таких антенн и изобрел 15-летний школьник, ученик 10-го класса средней школы № 145 Санкт-Петербурга Алексей Авдеев. Не мудрствуя лукаво, он взял за основу своей разработки конструкцию, которую многие из вас наверняка видели. Это пантограф-токосъемник, который есть на крыше почти каждого вагона пригородной электрички.
В нерабочем состоянии пантограф прижат к крыше, а нужно — машинист нажатием кнопки приводит механизм в действие, и токосъемник за несколько секунд подсоединяется к токонесущему проводу.
Только в данном конкретном случае пантограф, конечно, пришлось значительно модернизировать. И конструкция антенны, по словам Алексея, «состоит из трех идентичных N-звенных пантографов, объединенных в виде прямого цилиндра с поперечным сечением в форме равностороннего треугольника».
Говоря проще, стоит оператору в кабине нажать кнопку, и на крыше машины сама собой в течение 2–3 секунд вырастает трехгранная башенка антенны. Конструкция достаточно жесткая, чтобы противостоять напору ветра, и надежная, поскольку, кроме стержней и пружин, в ней нет ни электромоторов, ни гидравлических приводов.
Разработанная антенна защищена патентом Российской Федерации на изобретение № 2304328 от 26.02.2006 г. В свое время она получила золотую медаль на международном салоне «Архимед-2008», удостоена ряда других наград. Имеется опытный образец, который доводится до стадии серийного изделия в ОАО «Российский институт мощного радиостроения».
Но сам изобретатель своим детищем не очень доволен. Он хотел бы еще усовершенствовать конструкцию.
Например, улучшить избирательность и направленность антенны, разработать ее варианты не только для наземного, но и воздушного транспорта.
Для участия в Инновационном конвенте в Москву съехалось более 1000 ученых, изобретателей, а также представителей зарубежных и российских компаний.
Еще одну проблему, которая тоже в какой-то мере имеет отношение к транспорту, решал в своей разработке девятиклассник 204-й московской школы Константин Сергеев.
Аналогом этого устройства, как ни странно, на первый взгляд, может послужить… охотящаяся змея. Вот она лежит, свернувшись, и терпеливо ждет, когда мимо на расстоянии броска пробежит зазевавшаяся мышка или проскачет лягушка. Мгновенный бросок — и острые зубы-шипы с ядом вонзаются в тело жертвы.
«Подобные «змеи»-цепи с шипами работники автоинспекции используют в своей работе и сегодня, — пояснил Костя. — Когда нужно остановить мчащегося нарушителя, они вручную растягивают поперек шоссе специальную цепь с шипами. Наскочив на шипы, машина получает проколы сразу во всех четырех шинах и вынуждена остановиться»…
Однако у этой системы есть недостаток. Она обязательно требует присутствия человека. Костя же предлагает поместить цепь с шипами в свернутом состоянии в специальный короб, стоящий на обочине. При получении сигнала тревоги, который может быть передан специальным кодом по радио или по сотовому телефону, крыша короба откидывается, и цепь под воздействием пружин вылетает и распрямляется во всю длину. Трасса автоматически перекрывается всего за несколько секунд.