Юный техник, 2002 № 12 - Журнал Юный техник - Страница 1

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»

НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ

№ 12 декабрь 2002

СОЗДАНО В РОССИИ

Наука набирает обороты…

Так, пожалуй, можно назвать новую технологию, разработанную сотрудниками Института проблем лазерных и информационных технологий Российской академии наук (ИПЛИТ РАН). Суть ее, по словам представителя института М.М.Новикова, заключается в следующем.

Представим себе работу скульптора. Обычно он сначала делает на бумаге несколько эскизов своей модели, затем лепит из пластилина или глины макет будущей композиции и лишь после этого, выверив все детали, приступает к созданию полнометражной скульптуры, например, из мрамора, постепенно, по кусочку, стесывая инструментом с каменной глыбы все лишнее. На такую работу уходят годы упорного и довольно тяжелого труда.

Теперь же она может быть намного облегчена и ускорена с помощью, скажем, лазерного стереолитографа ЛС-250.

Тот же скульптор, а чаще — технолог, садится к дисплею персонального компьютера, рисует или вычерчивает на его экране три проекции будущей объемной композиции или детали.

Далее в дело вступает компьютер. По специальной программе он формирует в своей памяти объемное изображение данного предмета и по дает команду лазерному блоку. Газовые лазеры начинают вспышками поочередно пронизывать специальную емкость, в которой содержится некая жидкость, обладающая свойством полимеризоваться под действием лазерного излучения. И точка за точкой, слой за слоем в жидкости начинает возникать объемная композиция — точная копия той, что задумана скульптором или технологом.

Полученная модель может быть затем использована для изготовления настоящей детали или скульптуры с помощью точного литья или на станках-автоматах. Причем в ряде случаев натура может быть даже недоступной обычному глазу. Скажем, археологи обнаружили мумию фараона. Обычно сверху она плотно окутана многочисленными слоями бинтов. Как узнать, что скрывается под повязками, не повредив их? Мумию помещают в рентгеновский томограф и делают серию снимков. На их основании компьютер и лазерный стереолитограф выполняют затем полнометражную скульптуру некогда жившего фараона с сохранением мельчайших подробностей.

Кстати, для удобства пользователей ИПЛИТ РАН и его филиал в подмосковной Шатуре выпускают полный комплект оборудования и программ для него, включая целый технологический ряд газовых лазеров разной мощности.

Лазерный стереолитограф ЛС-250.

Как известно, богатейшие залежи железной руды Курской геомагнитной аномалии в свое время обнаружили летчики. Пролетая над местностью, они обнаружили, что стрелка магнитного компаса никак не хочет указывать на север. Так было положено начало разведке полезных ископаемых с воздуха.

С той поры много воды утекло. И, по словам главного конструктора Научно-производственного предприятия «Гравиметрические технологии» Ю.Л. Смоллера, обнаружение аномалий, подобных Курской, для нынешнего мобильного авиагравитометра МАГ-1 — простейшая задача. Причем, если датчики геомагнитного поля способны реагировать лишь на залежи черных металлов, то анализ аномалий гравитационного поля Земли позволяет обнаружить месторождения нефти, и цветных металлов, и пресной воды…

Делается это так. Блок аппаратуры весом 75 кг может быть смонтирован не только на борту самолета Ан-30, но и на катере, грузовом или легковом автомобиле. Подключается к бортовому аккумулятору, и все — поехали!

По ходу рейса малейшие аномалии гравитационного поля Земли с точностью до 0,25 — 0,5 миллигал фиксируются датчиками системы и тотчас передаются на обработку в бортовой компьютер. В результате по окончании рейса специалисты получают подробнейшую карту аномалий, по которой и судят о наличии в данном регионе тех или иных полезных ископаемых, границах зоны их залегания, мощности пластов.

Что интересно, в качестве датчика гравианомалий используется грузик, подвешенный на кварцевой пружинке. Его местоположение может измениться, казалось бы, даже от пристального взгляда. Так что конструкторам пришлось приложить немало усилий, чтобы изолировать датчик от посторонних вибраций, связанных с движением транспорта, на котором монтируется система. И они блестяще справились со своей задачей.

О тонкостях своей работы Смоллер распространяться не стал — «ноу-хау» разработчиков. Сказал лишь, что в блоке применена система стабилизации, аналогичная той, что применяется, скажем, для удержания в заданном положении орудийного ствола в танковой башне. Только пришлось ее существенно доработать: увеличить быстродействие, чувствительность системы…

В итоге, по блоку с датчиком впору стучать хоть кувалдой, он будет реагировать лишь на изменения гравитационного поля Земли, а не на посторонние сотрясения.

К слову, раньше подобные измерения проводились с помощью взрывов. Геологи бурили шурфы, закладывали в них взрывчатку, расставляли в округе сейсмодатчики. Грохал взрыв, по земле разбегались сейсмические волны. Датчики улавливали их, и по характеру приходящих колебаний специалисты судили о содержании недр планеты в данном районе. Понятное дело, такие обследования стоили намного дороже и длились куда дольше нынешних. А тут пролетел самолет — и многое ясно…

Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, как определить, какое топливо жарче, взрывчатка — мощнее? Оказывается, для этого проводят специальные калориметрические испытания. В специальную камеру помещают малую толику испытуемого вещества. Камеру плотно закрывают, вещество поджигают электрозапалом. Взрыв! — и все калории передаются стенкам камеры, оснащенной датчиками. Их сигналы, как пояснил мне один из создателей такой камеры, начальник КБ Института макрокинетики РАН, что в Черноголовке, Л.Б.Машкинов, переданы непосредственно компьютеру для дальнейшей обработки…

Ему и его коллегам пришлось немало поломать голову над тем, из каких материалов, как именно устроить стенки камеры калориметра, чтобы, с одной стороны, они активно воспринимали тепло и не передавали его наружу, с другой — были достаточно прочны, чтобы не разрушиться в процессе испытаний.

После ряда исследований и проб конструкторы создали бокс, внешним видом напоминающий армейский термос, только вдвое меньших размеров. Так что установку может доставить к месту испытаний всего один человек, да и тому не придется особо напрягаться — масса калориметра около 8 кг.

Калориметрическая «бомба» и аппаратура для измерений.

«Принято считать, что астрономы проводят бессонные ночи у своих телескопов, наблюдая за звездами, хотя на самом деле давно уже доверили это утомительное занятие специальной аппаратуре, — рассказала мне заместитель заведующего отделом информатики Специальной астрофизической обсерватории РАН Н.А. Калинина. — А сами лишь анализируют полученные фотоснимки, спектрограммы».