БНТИ, 2000, №2

ЭЛАСТИК В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Любопытный опыт проводят на кафедре магнетизма физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова с одним из недавно созданных материалов.

Выполненная из него пробка, оказавшись в магнитном поле, существенно уменьшается в диаметре и легко входит в горлышко бутылки, а при устранении этого поля снова расширяется и крепко ее закупоривает. Извлечь такую пробку из горлышка можно лишь при повторном использовании магнита.

Материал, из которого она изготовлена, - магнитоэластик - получен в результате совместных работ сотрудников кафедры и инженеров-химиков ГНИИХТЭОС - Государственного НИИ химии и технологии элементоорганических соединений (Москва).

Деформация нового материала в магнитном поле в несколько раз больше, чем у любых других пьезо-, электро- и прочих магнитных материалов, и объясняется это его строением. Ведь он представляет собой нечто среднее между так называемыми "твердыми" (то есть не меняющими форму в магнитном поле) полимерными магнитными структурами и так называемыми магнитными жидкостями (см. "Наука и жизнь" № 1, 1991 г.). Если в "твердых" структурах мельчайшие магнитные частицы жестко закреплены, а значит, неподвижны, то в магнитных жидкостях они, напротив, обладают всеми возможными степенями свободы. В магнитоэластике же эти частицы связаны меж собой упругими полимерными "пружинками" и под действием магнитного поля могут перемещаться, деформируя материал, а после устранения поля вынуждены возвращаться в исходное положение.

Изготовляют магнитоэластик из жидкого коллоидного раствора, в котором помимо мельчайших магнитных частиц присутствуют фрагменты будущих длинных полимерных молекул. При полимеризации раствор постепенно застывает, и в результате получается некий "студень" с хаотически расположенными в нем магнитными частицами, удерживаемыми на местах при помощи полимерных "пружинок". Подбирая полимерный материал, формы образца и конфигурации поля, разработчики могут получать заранее заданную деформацию, растягивать магнитоэластик в два, в три и даже в четыре раза. Уже сегодня существуют материалы с различными вязкоупругими свойствами, ориентированными на разные области применения.

А использовать магнитоэластики можно очень широко - и не только в технике, но и в медицине. Предполагается, например, осуществлять с их помощью блокировку мельчайших кровеносных сосудов, подводящих кровь к какой-либо опухоли, и прекращать тем самым ее дальнейшее развитие.

ПЛАЗМЕННЫЙ ГИПЕРБОЛОИД

Возможность реализации фантастического гиперболоида инженера Гарина связывают обычно с лазерной техникой. И в самом деле, уже давно существуют лазеры, при помощи которых можно резать самые прочные материалы, но эта аппаратура громоздка и энергоемка. Неожиданную конкуренцию ей составила плазменная горелка, прототипом которой может в какой-то мере служить газосварочный аппарат. Впрочем, способ создания плазменной струи в горелке иной, да и эффективность несоизмеримо выше.

На зеленоградском (Москва) заводе "Элакс" создан аппарат "Алплаз-04М", состоящий из плазменной горелки и электронного блока. Весит она около 700 г, а внешне напоминает небольшую электродрель. Вот только рабочим органом у нее служит не сверло, а вырывающаяся из сопла почти со скоростью звука тонкая (1-2 мм) плазменная струя. Благодаря своей температуре, достигающей при необходимости 30 тысяч градусов, эта струя способна прорезать самые тугоплавкие металлы. А в 6-миллиметровой толщины стальном листе может проделать миллиметровой ширины прорезь сложной конфигурации. Ни один другой известный инструмент сделать этого не в состоянии.

Что же касается зарубежных плазменных инструментов, то от них "Алплаз" выгодно отличается не только вдвое меньшей ценой, но и целым рядом технических параметров. Возможностью, например, регулировать температуру плазмы (от 2 до 30 тысяч градусов), а также ее давление, что позволяет осуществлять не только резку, но и сварку, и пайку самых разных металлов. Электронный блок прибора, не превышающий по своим размерам и массе зарядное устройство к автомобильному аккумулятору, питается от обычной электросети и потребляет всего 1,8 кВт. Но главное достоинство зеленоградского прибора в том, что плазма в нем образуется не из воздуха, а из водяного пара, и потому нуждается он не в компрессоре, а всего лишь в небольшом количестве водопроводной воды с некоторой добавкой спирта. Немаловажно и то, что работает прибор исключительно чисто, почти не образуя пыли и грязи, и что использовать его можно не только в мастерской, но и на обычном столе.

По мнению разработчиков плазмоинструмента "Алплаз-04М", сфера его применения может быть весьма широка: от космической техники до художественных промыслов. А пока на его счету уже две золотые медали на международной выставке "Эврика-97": за разработку и за технологию.

РЕМОНТ БЕЗ ВЫСЕЛЕНИЯ

Выпуск первой отечественной техники для осмотра и текущего ремонта мостов освоен санкт-петербургским АООТ "Автогидроподъемник". Подъемник АГПМ 18/9-7,5 с малогабаритной платформой установлен на базе грузового автомобиля КамАЗ и внешне напоминает те автомобили, которыми пользуются пожарные и спасатели МЧС. Их машины, однако, способны лишь поднимать свою люльку вверх, тогда как новая может не только поднять люльку на высоту до 18 метров, но и опустить ее на глубину до 9 метров и даже завести на расстояние 7,5 метра под мост, на котором сама и стоит.

Нужда в такого рода машинах в нашей стране острейшая. Ведь до недавних пор на все автомобильные мосты России их приходилось всего четыре - разумеется, импортных. Да и практика эксплуатации мостов у нас сложилась очень своеобразная: их строят, а затем пользуются ими до тех пор, пока они не начинают опасно прогибаться. В этом случае мост приходится закрывать или в лучшем случае сильно ограничивать проезд по нему.

Совсем иначе эксплуатируют мосты на Западе, где их постоянно осматривают и по необходимости производят мелкий ремонт и подкрашивают. Тринадцатикилометровый мост в Сан-Франциско красят, например, ежедневно, поскольку на его покраску требуется два года. И когда очередная покраска заканчивается, то технику возвращают на другой берег, и все начинают сначала.

Теперь, похоже, и у нас появится возможность перенять такую систему: ведь отечественная машина для осмотра и ремонта мостов в несколько раз дешевле зарубежных.

ОБОГРЕВ С ЭКОНОМИЕЙ

Выпуск первых отечественных инфракрасных газовых отопителей ИГБ-240 налажен московской фирмой ЗАО "ВЭСТ Т". Предназначены эти отопители для обогрева производственных помещений, а принцип их действия кардинально отличается от традиционного. Привычный способ отопления основан на нагреве горячей водой, паром или электричеством радиатора, который передает тепло окружающему воздуху, а тот, перемешиваясь в помещении благодаря естественной конвекции, передает полученное тепло всем предметам и поверхностям помещения. Подобные системы, однако, отапливают помещение неравномерно и требуют значительных капитальных затрат - либо на производство пара, либо на его доставку с ТЭЦ, либо на электроэнергию. Да и прогреть равномерно таким способом удается только небольшое помещение.

Поэтому во многих странах используют для отопления крупных производственных помещений так называемые радиационные обогреватели - на природном газе. Их тепловое излучение почти не нагревает воздух, зато хорошо поглощается стенами, полом и находящимися в помещении предметами. Располагают такие обогреватели не у пола, а под потолком - на высоте не менее 4 м, обеспечивая равномерный прогрев всего, что стоит на полу, и избавляя людей от необходимости носить специальные головные уборы для защиты от теплового удара.

В трубе закрытого (наиболее безопасного) газового отопителя сжигают газ, нагревая тем самым до 300-350 градусов ее поверхность, излучающую мощный поток энергии в диапазоне длинных инфракрасных волн. Продукты сгорания газа, не вступая в контакт с воздухом помещения, выбрасываются в атмосферу. Но несмотря на то, что их температура может достигать 100 градусов, кпд такого обогревателя достаточно велик - 95-96%.

Созданный в России с учетом наших климатических условий инфракрасный газовый отопитель имеет и собственную систему автоматики, программирующую пуск, управление работой и выключение. Он позволяет создать по всей площади помещения комфортную для людей температуру. Прибор прошел все необходимые испытания и допущен к распространению Центром государственного санэпиднадзора Минздрава РФ и Госгортехнадзора России.