Юный техник, 2007 № 06

Более того, солнечный свет поглощают не только облака, но и сам воздух. На высоте 8 — 10 км облака встречаются крайне редко, а мощность потока энергии на 10 % выше. Очевидно, этими «заоблачными» высотами можно было бы ограничиться.

Но не будем забывать: энергию необходимо еще передать на землю. Денис рассматривает три способа ее передачи.

Прежде всего, это передача при помощи луча радиоволн СВЧ или лазера, направленного к приемному устройству на земле. Эти способы, полагает Денис, весьма опасны. Поток такого излучения будет губителен для попадающих в него птиц и летательных аппаратов.

Нельзя исключить и того, что поток радиоволн или лазерного излучения по какой-либо причине отклонится и попадет в населенное место. Последствия этого могут быть кошмарными.

Несравненно безопаснее, полагает изобретатель, передавать энергию при помощи кабеля, который может работать и как привязной трос. Попробуем проиллюстрировать это несложными расчетами.

Аэростат, предлагаемый Денисом, должен иметь форму диска. Опыта строительства аэростатов такой формы нет, но допустим, что диаметр его будет равен 100 м, что сравнимо с длиной самого большого нежесткого дирижабля ZPG-3W 131 м. Тогда площадь его составит 7853 м².

Полагая, что верхняя поверхность аэростата покрыта такими же батареями, как и на Международной космической станции (МКС), мы получим мощность 770 кВт. Остается лишь передать ее по кабелю. При любых обстоятельствах часть энергии при передаче будет потеряна на нагревание кабеля. Обычно в линиях электропередачи допускаются потери не более 10 %.

Расчет при помощи формул из школьного курса физики дает удивительные результаты. Так, если передавать энергию при, казалось бы, немалом напряжении 1000 В, медный провод должен иметь диаметр более 60 мм, а вес его достигнет 500 т. Если увеличить напряжение в 10 раз, вес медного провода снизится в сто раз и станет равен 5 т, что, казалось бы, вполне приемлемо.

Но не будем забывать: оголенные провода не должны соприкасаться, значит, нужна еще изоляция, которая при таком напряжении будет весить немало.

Есть и еще одна проблема. Медь недостаточно прочна. Уже при длине 4,5 км медная проволока обрывается под действием собственного веса. Остается, как и полагает Денис, применить двухжильный изолированный провод или кабель, изоляция которого хотя и будет весить немало, но может быть сделана из высокопрочного материала, который возьмет на себя часть веса медного провода и предотвратит его обрыв. Очевидно, что при создании высотных электростанций наиболее сложной проблемой будет экономичная, надежная и безопасная передача энергии на землю. Рано или поздно техника сможет ее решить. И в надежде на это Патентное бюро «ЮТ» присуждает Денису Лекомцеву Авторское свидетельство.

СЕЯЛКУ И КОЛЕСО-НЕВИДИМКУ ДЛЯ БОЕВОЙ МАШИНЫ…

…предложил Иван Плужник со станции Камышеватская Ейского района Краснодарского края. Рассмотрим его идеи по порядку.

Сеялка для работы на небольшом участке в саду или в огороде состоит из двух колес и закрепленного между ними посевного агрегата. Этот агрегат, в свою очередь, состоит из ящика для семян и вплотную примыкающего к нему барабана с углублениями. При движении сеялки барабан вращается, семена попадают в его углубления и высыпаются на землю в один ряд, на строго определенном расстоянии друг от друга.

Нет сомнения, что с этой задачей сеялка справится. Но при доработке конструкции Ивану придется устранить некоторые ее недостатки. Вот самый очевидный из них. Представьте себе, что нам нужно перейти на другой участок. Сеялка достаточно тяжела, и ее придется катить, но из нее постоянно сыплются семена… Ведь устройства, которое бы позволило в нужный момент перекрыть поток высыпающегося зерна, она не имеет…

Далее, при высевании зерен на поверхность земли многие из них склюют птицы или унесет ветер. Поэтому семена издавна заглубляют на 2–4 см под почву. Для этого в сеялках, конструкция которых сложилась еще в XIX веке, применяют барабаны-насадки вроде тех, что предложил Иван. Но они подают зерно в трубки, которые заканчиваются острыми сошниками, необходимыми как раз для введения семян в землю на некоторую глубину. На этом принципе были построены и ручные сеялки, пригодные для небольших участков. А в последнее время изобретатели работают над сеялками, которые не только распределяют семена в земле на определенной глубине, но еще и укладывают их под определенным углом относительно меридиана, что должно, согласно новейшим работам исследователей, заметно увеличить урожай.

Следующее предложение Ивана относится к военной технике. «Часто бывает, что боевые машины с камуфляжным покрытием выдают именно их колеса. Вот мне и пришла идея о камуфляжных шинах», — пишет юный изобретатель.

Нет сомнения, такие шины, а быть может, и колеса, полностью покрытые камуфлирующим рисунком, повысят скрытность автомобиля на стоянке. Правда, следует учесть, что при езде, когда колесо вращается, рисунок на нем как бы расплывается, и колесо для нашего глаза вновь предстанет равномерно окрашенным. Так или иначе, колесо с камуфлирующим рисунком может оказаться полезным.

Экспертный совет ПБ за новизну и оригинальность представленных работ присуждает Ивану Плужнику Почетный диплом.

ПРАКТИКУМ ПБ

Плюсы волновой энергетики

Если перевести романтику набегающих волн моря на сухой язык цифр, то оказывается, что бытовая электротехника городской квартиры или загородного дома вполне может питаться от энергии, получаемой всего лишь с одного метра берега!

Исходя из таких соображений, группа российских изобретателей разработала оригинальную энергоустановку. Она представляет собой укрепленную в донном грунте стойку, на которой шарнирно закреплен двуплечный рычаг, на одном конце которого находится поплавок, а другой связан с поршнем водяного насоса. Колебания поплавка вызывают движение поршня насоса, нагнетающего по трубопроводу воду в накопитель, выполненный в виде водонапорной башни. Из накопителя вода под действием силы тяжести стекает вниз, вращая лопасти турбины гидрогенератора, который вырабатывает электрический ток, направляемый потребителям.

По предварительным расчетам, оптимальная мощность одного энергомодуля будет составлять порядка 10 кВт при КПД в 25 %.

Макет установки

Схема накопителя

Волновая энергетическая установка может работать постоянно или сезонно не только в прибрежных водах морей и океанов, но и на речных магистралях. Стоит также отметить привлекательность описываемой установки для инфраструктуры туристических зон в теплых морях, которые всецело зависят от привозного углеводородного топлива, тогда как буквально под боком плещется целый океан энергии.

Разработчиками получен российский патент № 2006121511(023345) «Волновая энергетическая установка». Также ими создан демонстрационный макет установки. В настоящее время строится действующая модель и готовится рабочая документация для изготовления промышленной установки.

Предлагаем юным изобретателям подумать над такими вопросами как:

1. Штормовая защита устройства, как избежать поломки рычага, ведь в случае больших волн рычаг выходит из воды и подвергается дополнительной нагрузке.

2. Как можно улучшить устройство, чтобы при приливах и отливах устройство само «подстраивалось» под необходимую глубину работы.