Юный техник, 2009 № 06

Ускоритель космических аппаратов:

_{1 — сверхпроводящая обмотка; 2 — стержень из радиоактивного кобальта; 3 — охлаждающая среда.}

Поскольку количество испускаемых частиц различно, то различны и силы отдачи, действующие на каждый из концов стержня. А разность этих сил способна двигать космический аппарат, Валентин Ильич полагает, что при массе кобальта, равной массе аппарата, за период полураспада ₂₇Со⁶⁰  равный 5,27 года, можно достичь скорости 15 км/с. Мы проверили его предположения путем расчета по формуле Циолковского: U = C∙ln (М_н/М_к) где U — скорость ракеты; С — скорость струи, вытекающей из двигателя; М_н — масса ракеты в момент старта; М_к — масса ракеты после выгорания топлива.

Опуская подробности вычислений, укажем, что изобретатель ошибся в цифрах. Ракета с таким двигателем за пять лет может разогнаться гораздо быстрее, чем он полагает, — до скорости более 100 км/с!

Экспертный совет присуждает Валентину Ильичу Свиридову Почетный диплом за его идею ускорителя космических аппаратов, использующего явление несохранения четности.

ЗНАЧИТЕЛЬНО СОКРАТИТЬ РАСХОД ГАЗА…

…на кипячение воды в кофейнике предлагает тот же В.И. Свиридов. Для этого, считает он, кофейник следует зачернить и поместить в кожух-экран из нержавеющей стали. Поверхность кожуха должна быть зеркально отполирована изнутри и снаружи. В верхней его части проделаны отверстия для выхода продуктов сгорания. Снизу экран дополняется специальной решеткой, надетой на горелку, которая должна сконцентрировать тепло продуктов сгорания на донышке кофейника.

Вот как, по замыслу изобретателя, вся эта система должна работать. Обычно горячие продукты сгорания растекаются во все стороны, а их излучение в основном нагревает комнату. Но, как полагает автор идеи, полированная поверхность нержавеющей стали отразит около 97 % тепловых лучей обратно на поверхность кофейника. Поскольку она зачернена, тепловые лучи ею будут поглощены и нагреют кофейник. Таким образом потери тепла уменьшатся.

К этому, опять же по предположению изобретателя, добавится значительная доля тепла горелки, собранного на донышке кофейника при помощи решетки. В итоге расход газа на подогрев воды должен сократиться в 5 раз! Так ли это?

Схема кожуха, сберегающего тепло газовой горелки.

К сожалению, ответить на этот вопрос нелегко. Чтобы знать, как подействует решетка, установленная между горелкой и дном кофейника, нужно знать скорость и температуру проходящих через нее продуктов сгорания, характер их движения. При неправильно выбранных параметрах движения газов и размерах отверстий, решетка может не увеличить, а уменьшить приток тепла. Между тем В.И. Свиридов не идет далее самых общих рассуждений. Но и тут, например, уповая на роль излучения, отраженного от стенок экрана, он допускает ошибку. Основную часть теплового излучения, с длиной волны от 0,8 до 5 мк, нержавеющая сталь отражает не 97 %, а менее чем 50 %. Поэтому кожух слабо уменьшит потери на излучение. Несомненно, какая-то польза от его применения будет, но оценить ее без весьма трудоемких расчетов невозможно.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

…описал в своем письме девятиклассник Юрий Акашев из поселка Мамаевка Переволоцкого района Оренбургской области. Двигатель состоит из вольфрамовой камеры, соединенной с источником высокого напряжения и играющей роль катода. В камеру подается водород. Затем его поток поступает в спиральный конический канал, где начинает вращаться с большой скоростью. Далее он попадает в разрядную камеру. Здесь под действием высокого напряжения на конце заостренного металлического стержня он ионизируется, а потом под действием все того же напряжения ускоряется.

Вообще говоря, после этого поток мог бы уже покинуть двигатель, создав за счет ускорения, вызванного электрическим полем, реактивную тягу. Но юный изобретатель пропускает его через канал в сердечнике электромагнита, где он «дополнительно нагревается до 25 тысяч градусов и приобретает скорость 10 км/с.

Стоит отметить, что при столь высоких температурах скорость струи водорода должна достигнуть не 10, как считает Юрий, а 30 и более км/с.

В целом письмо Юрия производит отрадное впечатление. Автор хорошо знает физику, знаком со сваркой в инертных газах. Описанное им устройство для ввода водорода в двигатель поразительно напоминает новейшую «электронную пушку» тлеющего разряда. Все это говорит о высокой эрудиции автора.

Экспертный совет присуждает Юрию Акашеву Почетный диплом за проект электрического реактивного двигателя.

Выпуск подготовил А. ИЛЬИН

* * *

НАШ ДОМ

Солнце под потолком

Конечно, любой электрический светильник лучше факела, лучины, свечи, керосиновой лампы или газового рожка. Это люди поняли еще в начале XX века, отдав предпочтение электричеству.

Поначалу источником света служила электрическая дуга. Ею пользовались, например, в прожекторах. А вот для обычного освещения больше подошла лампа накаливания Эдисона. Американский изобретатель, проделав около 1000 опытов, не только нашел лучший материал для нити накаливания, но и организовал первое массовое производство электроламп. Скажем ему за это спасибо.

Лампы накаливания со времен Эдисона исправно служат и по сей день. Это самые дешевые источники света. Цена обычной электролампочки — от 9 рублей, а обещанное время горения — около 1000 часов. Немаловажное значение имеет и то обстоятельство, что промышленность ныне выпускает огромное количество самых разнообразных светильников именно для таких ламп.

Но есть, конечно, у этих ламп и недостатки. Прежде всего, они имеют КПД, как у паровоза, — на свет приходится всего около 5 % потребляемой энергии, а все остальное переводится в тепло. Для зимы это, может, и неплохо, а вот летом такая «грелка» ни к чему. Кроме того, лампы накаливания крайне чувствительны к повышению напряжения и могут сразу же перегореть. А вот если питать такую лампочку с недокалом, через понижающий реостат, она может гореть годами. Правда, не забывайте, что сам реостат тоже берет на себя часть энергии, так что экономия может оказаться иллюзорной.