Журнал 10

Журнал 10
ОТ ГЛАВРЕДА

Дорогие читатели!

 

В этом номере мы начинаем серию публикаций, посвященных проектам, которые были представлены в 2016 г. в программе Научного парка МГУ «Формула БИОТЕХ». Цель программы — создание и развитие инновационных проектов в сфере наук о жизни. Целевая аудитория — выпускники, аспиранты, молодые сотрудники и студенты старших курсов соответствующих вузов. Публикации небольшие по объему, но информативные. Думаю, многим читателям будет интересно узнать о деятельности участников программы.

 

Подошел к завершению цикл статей Л. Ф. Черногора о техногенных катастрофах. Автор подвел итоги, но в ближайшее время мы планируем похожий цикл, посвященный уже природным катастрофам. Да и тему техногенных ЧП вряд ли оставим надолго. В редакционном портфеле уже лежат интересные материалы.

 

Авиации на этот раз немного не повезло. Ей посвящена лишь статья в традиционном каталоге. Но в следующих номерах она непременно отыграется. Кто-нибудь помнит, чтобы «Наука и Техника» обижала авиаторов?

 

Настоятельно рекомендуем вашему вниманию материалы от «Мотор Сич» и КБ «Южное», а также статью об электромагнитном баллистическом оружии, истории его возникновения и перспективах развития. Историческая статья этого номера посвящена интереснейшей теме — объединению разрозненных германских княжеств в единое могущественное государство. Большой обзорный материал о советских троллейбусах, начатый в октябре, будет продолжен и в следующих номерах, хотя, возможно, нам придется печатать его с небольшими перерывами.

 

Ну и центральная тема номера — о том, как моряки помогают осваивать космическое пространство.

 

Встречайте, Ваш «НиТ»!

 

Анонсы к статьям
  • Активные системы удаления космического мусора

    Активные системы удаления космического мусора представляют собой аппараты, которые захватывают и уводят объект КМ с орбиты, либо на более низкую орбиту (для сгорания в атмосфере), либо на орбиту захоронения. Орбита захоронения должна располагаться достаточно далеко от рабочих орбит. Создание активных систем удаления является приоритетным направлением исследований, которые координирует Межагентский координационный комитет по борьбе с космическим мусором (IADC).


    В настоящее время ведутся разработки активных систем удаления, использующих лазерные бортовые установки, а также установки с использованием ионных лучей (КА-пастух с ионным лучом).


    В Конструкторском бюро «Южное» предложена разработка активной системы удаления с помощью двигательных установок, отличительной чертой которой является «захват» объектов космического мусора с помощью разворачивающейся крупногабаритной сети.

  • Авиадвигателестроительная промышленность Украины в 2007 г. была объединена в корпорацию «Научно-производственное объединение А. Ивченко». Корпорация создана двумя предприятиями: АО «МОТОР СИЧ» и ГП «Ивченко-Прогресс», которые находятся на одной территории и были практически неразделимы всю их историю.


    Основой корпорации является наше предприятие, в состав которого входит более полутора десятков структурных подразделений, расположенных на территории Украины, на которых работают около 24 тыс. человек.


    В октябре этого года АО «МОТОР СИЧ» отметит 100-летие со дня выпуска своего первого авиационного двигателя «ДЕКА М-100». Это был однорядный шестицилиндровый поршневой двигатель водяного охлаждения мощностью 100 л. с., созданный на базе двигателя «Mercedes D I».


    Документацию на этот двигатель разработали в специальном техническом бюро авиационных двигателей, положившем начало конструкторской службе АО «МОТОР СИЧ» (в то время завод «ДЕКА»). Возглавлял бюро инженер-конструктор Б. Н. Воробьев, под руководством которого исходная немецкая конструкция была доработана и адаптирована под отечественные материалы и комплектующие изделия, а также под имеющиеся на предприятии производственно-технологические возможности.


    Базовый двигатель «Mercedes D I» имел конструкцию, разработанную в конце XIX — первой половине XX вв. одним из самых известных изобретателей и конструкторов Европы Б. Г. Луцким — учителем и наставником Б. Н. Воробьева.


    Б. Г. Луцкой был нашим земляком, родившимся в г. Бердянске. Он внес большой вклад в развитие мировой авиационной и автомобильной промышленности. К сожалению, вихри двух мировых войн стерли память об этом техническом гении из запорожского края.


    Выпуск первого двигателя положил начало отсчета времени авиационного направления нашего завода с августа 1916 г., продолжающегося по настоящее время.

  • Сеть «Укртрансгаз» состоит из протянувшихся на десятки тысяч километров магистральных газопроводов, многих десятков компрессорных станций и более десятка подземных хранилищ газа (далее — ПХГ). Эти газопроводы построены около 30 лет назад и находятся не вполне в удовлетворительном состоянии, поэтому время от времени на магистральных газопроводах случаются техногенные катастрофы. Показательная авария произошла 6 декабря 2007 г. на газопроводе «Уренгой — Помары — Ужгород» на участке между компрессорными станциями № 36 и № 37. На этом же участке имела место подобная авария в 2004 г. На другом участке, вблизи с. Лука Таращанского района Киевской области, произошла аналогичная катастрофа 7 мая 2007 г.


    Если не будут предприняты радикальные меры, техногенные катастрофы на газопроводах будут продолжаться и впредь, причем, учитывая возрастающую изношенность магистрального оборудования, коррозию подземных труб, следует ожидать роста числа техногенных катастроф на газовых коммуникациях. Известно, что такие катастрофы сопровождаются проявлением геофизических эффектов и имеют значительные экологические последствия. Поэтому изучение таких эффектов и последствий, вызванных техногенными катастрофами, является актуальной задачей.


    Автором разработаны системный подход, методика анализа техногенных катастроф на объектах газового хозяйства и проведения комплексного анализа основных геофизических эффектов и геоэкологических последствий техногенных катастроф на магистральных газопроводах и в газовых хранилищах. При этом решались следующие задачи: 1) разработка методики расчета основных физических эффектов, связанных с истечением газа из поврежденных ПХГ; 2) расчет энергетики пожара, теплового и акустического излучений; 3) расчет выбросов химических веществ и аэрозолей; 4) оценка экологических последствий.


    Важно, что особо мощные техногенные катастрофы, имеющие место у поверхности планеты, затрагивают в той или иной степени все подсистемы в системе «Земля — атмосфера — ионосфера — магнитосфера» и в конечном итоге приводят к глобальным и всепланетарным последствиям.

  • Начиная со второй половины 50-х гг. ХХ в. в СССР бурно развивалась отечественная ракетно-космическая техника. Десятки институтов были привлечены к конструкторским и испытательным работам по этой тематике. Для управления полетом космических аппаратов (КА) был создан командно-измерительный комплекс (КИК), включающий в себя Центр управления полетами (ЦУП) и большую сеть наземных измерительных пунктов (НИПов). Но для обеспечения непрерывной связи космических аппаратов с Землей в любое время суток территории страны было недостаточно. Расчеты баллистиков показали, что, к примеру, из 15–16 суточных витков полета спутника вокруг Земли 6 проходят вне зоны радиовидимости с территории СССР. Со всей очевидностью встала задача создания морских плавучих измерительных пунктов. Так, в одном из подмосковных научно-исследовательских институтов была открыта тема о разработке и создании плавучего телеметрического комплекса (ПТК) для участия в проведении измерений в акватории Мирового океана при запусках КА и автоматических межпланетных станций (АМС).


    В короткие по времени сроки (апрель–май 1960 г.) были решены вопросы аренды судов Министерства морского флота и переоборудования их в плавучие измерительные пункты. Это были теплоходы (т/х) «Краснодар» и «Ворошилов» еще довоенной постройки Черноморского морского пароходства и недавно построенный т/х «Долинск» Балтийского морского пароходства. Переоборудование судов производилось прямо у причалов морских торговых портов Одессы и Ленинграда. Каждое из судов было оснащено двумя комплектами радиотелеметрических станций «Трал», способными принимать и регистрировать десятки параметров с бортов космических объектов. До того времени эти станции изготавливались только в автомобильном варианте, для морских условий доработать их не успевали по срокам. Поэтому автомобильные кузова с размещенной в них аппаратурой, но, разумеется, без шасси, опускали в трюмы теплоходов и крепили там по-морскому. В отдельных трюмах размещали бензоэлектрические агрегаты электропитания станций. Антенны радиотелеметрических станций устанавливались на верхних мостиках судов.

  • Первым эффективным отравляющим газом, использованным немцами в Первой мировой войне, оказался хлор. Немецкие химические компании BASF, «Хехст» и «Байер» производили хлор в качестве побочного продукта получения красителей. В сотрудничестве с Фрицом Хабером из института Кайзера Вильгельма в Берлине они начали разработку методов применения хлора против войск противника.


    22 апреля 1915 г. в 17 ч со стороны немецких позиций между населенными пунктами Биксшуте и Лангемарк над поверхностью земли появилась полоса белесовато-зеленоватого тумана. Через 5–8 мин этот необычный туман продвинулся на тысячу метров и бесшумной гигантской волной накрыл позиции на участке фронта французских войск (45-я алжирская и 87-я территориальная дивизии). Находившиеся в траншеях военнослужащие неожиданно стали задыхаться от ядовитого газа. Это был хлор. Хотя сейчас его трудно отнести к боевым отравляющим веществам (ОВ), тем не менее французская армия понесла громадные потери. От удушливого, вызывающего мучительный кашель газа не было спасения. 5 тысяч воинов погибли, еще 10 тысяч навсегда потеряли здоровье.


    Хлор обжигал органы дыхания, разъедал легкие. Пораженные газом падали, непораженные, беззащитные перед ядовитым газом и охваченные паникой, бежали. Немецкие войска на фронте в 6 километров выпустили из 5 730 баллонов до 180 тонн хлора.


    Впоследствии отравляющие газы были применены Германией 24 апреля против 1-й канадской дивизии, 2 мая — около «Фермы-мышеловки», 5 мая — против британцев. Вскоре хлор был применен и против войск российской армии: вначале на реке Равке, 6 августа против защитников крепости Осовец, 31 мая газобаллонной атаке подверглись войска в районе Болимова, около Варшавы — на участке фронта в 12 километров немцы выпустили 264 тонны хлора. Пострадали 8 832 человека, 1 101 из них — погибли.


    Во всем мире начали искать средства спасения от нового оружия, представлявшего невиданную до этого опасность. Аппараты для очистки воздуха, которые применялись в промышленности, в боевой обстановке не спасали. Германия продолжала широко использовать отравляющие газы. Нужно было спешно создать надежные средства защиты.

  • Входе Русско-японской войны в Российской империи продолжалось строительство броненосцев. Не дожидаясь утверждения новой 10-летней кораблестроительной программы, на освободившихся стапелях Балтийского завода и Галерного островка Адмиралтейского завода были заложены однотипные эскадренные броненосцы «Андрей Первозванный» и «Император Павел I». Уроки войны заставили внести коррективы в конструкцию и вооружение этих кораблей, первоначально задуманных как дальнейшее развитие «Бородино», но с увеличенным водоизмещением и усиленным вооружением. После Цусимы строительство броненосцев приостановили и решили их перепроектировать. Один вариант изменений следовал за другим; всего рассмотрели 17 вариантов (!) новых проектов, пока не были удовлетворены и ко- раблестроители, и военные моряки. Русские проектировщики создали практически идеальный корабль, но — для времен Цусимы. Особенно впечатляло бронирование. Едва ли можно было найти где-нибудь броненосец, у которого броня прикрывала свыше 95 % площади надводного борта! Но невозможно улучшить абсолютно все характеристики, не жертвуя ничем. В результате большой площади бронирования пострадала его толщина. Даже главный пояс «Андрея» и «Павла» плохо защищал от двенадцатидюймовых снарядов на большинстве боевых дистанций. Поскольку их постройка затянулась на восемь с лишним лет, то результат оказался плачевным. В 1912 г., когда они вступили в строй, оба броненосца оказались полностью устаревшими на фоне дредноутов.


    Водоизмещение броненосца составляло 18 590 т, длина — 140,2 м, ширина — 24,4 м, осадка — 8,5 м, экипаж: 31 офицер, 26 кондукторов и 900 нижних чинов. Силовая установка: две вертикальные машины тройного расширения, 25 котлов Бельвиля, мощность — 17 635 л. с., скорость хода — 18,5 уз., дальность плавания — 2 100 миль. Вооружение: 4 × 305-мм, 14 × 203-мм, 12 × 120-мм, 4 × 47-мм орудий, 6 × 10,67-мм пулеметов Максима, четыре 457-мм ТА. Бронирование: главный пояс крупповской брони — 79…216 мм, казематы средней артиллерии — 127 мм, башни главного калибра — 63,5…254 мм, башни среднего калибра — 50,8…177,8 мм, боевая рубка — 102…203 мм, нижняя броневая палуба — 39,6 мм, скосы — 38,1 мм, верхняя палуба — 31,7 мм.


    Корпус корабля изготавливался из листовой и профилированной сименс-мартеновской стали методом клепания и набирался по бракетной системе. Корабль имел гладкую верхнюю броневую палубу и еще две полные броневые палубы (среднюю и нижнюю), двойное дно, горизонтальный и вертикальный кили, фор- и ахтерштевни.

  • Молодые предприниматели

    История нашего проекта началась задолго до участия в акселераторе Научного парка МГУ им. М. В. Ломоносова «Формула БИОТЕХ 2016». В 2012 г. я работал в юридическом консалтинге, и однажды мне позвонил человек, представившийся молодым предпринимателем, у которого есть несколько проектов в сфере медицины и биотехнологий с именитыми компаниями. Его вопросы сводились к нескольким ситуациям, где требовалась квалифицированная юридическая помощь. Меня очень впечатлила история этого человека и то, чем он занимается, ведь таких людей я нечасто встречал в своей жизни — молодых, целеустремленных и перспективно мыслящих. С того момента в моей голове поселилась мысль о создании собственного бизнеса, пустившая глубокие корни на последующие годы.


    В 2015 г. на одном из профессиональных мероприятий я познакомился с Альбертом Фалеевым. По образованию он был химиком и уже писал диссертацию кандидата наук. Альберт рассказал мне, что в студенческие годы сумел организовать несколько бизнесов, которые потом успешно продал. Обладая познаниями в химии и биологии, он хотел выйти за рамки обыденных вещей и создать что-то поистине стоящее, инновационное, но на это не хватало собственных ресурсов, к тому же надо было собрать команду единомышленников, ведь масштабные проекты трудно поднимать в одиночку.


    В Интернете я обнаружил сайт «Формулы БИОТЕХ 2016», на котором производился отбор кандидатов в акселерационную программу Научного парка МГУ им. М. В. Ломоносова. В программе могли участвовать как опытные предприниматели и управленцы, имеющие готовые продукты, так и люди, способные начинать с нуля и формулировать концепции, но при этом обязательно обладающие высокой мотивацией при решении поставленных индустриальными партнерами задач. Быстро сориентировавшись, я заполнил нехитрую заявку на себя и Альберта, о чем сразу же оповестил его. Он, конечно, горячо меня «поблагодарил» за сделанное, но мы понимали, что отступать было некуда, и это был наш шанс, тот самый переломный момент, способный вывести на другой уровень!

  • Крымская война 1853–1856 гг. дала толчок развитию вооруженных сил, военного и военно-морского искусства европейских государств. Во многих странах начался переход от гладкоствольного оружия к стрелковому с нарезными стволами, от свинцовых пуль — к гильзовым патронам с пулями, от парусного деревянного флота — к паровому броненосному, от пушек, стреляющих ядрами, — к орудиям, стреляющим снарядами. Было положено начало активному использованию железнодорожного транспорта и телеграфа в военных целях. В Российской империи опыт Крымской войны частично лег в основу Большой Военной реформы 1860–1870-х гг.


    В 1878 г. Россия смогла повернуть потерянные территории согласно Берлинскому трактату, подписанному в рамках Берлинского конгресса, который состоялся по итогам Русско-турецкой войны 1877–1878 гг.


    В отличие от Крымской войны, в Русско-турецкой войне бывшие союзники Османской империи — Великобритания, Франция и королевство Сардиния — участия не принимали. Неужели эти государства потеряли интерес к Черноморскому и Дунайскому бассейну как перспективной экономической зоне? Неужели их уже не интересовало растущее военное могущество России, или же они были уверены, что в конфликте победителем будет Османская империя? И, наконец, почему Австрия и Пруссия, как одни из влиятельных стран Центральной Европы, не принимали активного участия в Крымской войне («Крымская война», НиТ, №№ 4–6 за 2012 г.) и совсем не обозначили себя в русско-турецком вооруженном конфликте?


    Чтобы ответить на эти вопросы необходимо вернуться во времена сотворения объединенной Германской империи и военно-политических событий, касающихся стран Центральной Европы середины и конца XIX ст.


    К началу ХIX ст. Священная римская империя германской нации лишь формально представляла собой единое государство, включая в себя, помимо неподвластных владений императора, 7 курфюршеств, 300 владений императорских князей, епископов, аббатов, территории вольных городов и много других феодальных владений. Они были малоземельными и малочисленными по населению. Среди них наиболее значимо выделялась Пруссия и Австрия.


    Среди германских княжеств выделялись Пруссия, Саксония, Бавария, Вюртемберг, а особенно Австрия, которая господствовала на обширном пространстве земель и была населена главным образом славянскими народами — поляками, хорватами, словенцами, чехами и венграми. Эти государства формально находились в подчинении императора и имперского сейма, но практически обладали полной независимостью. По своему составу дворянство было неоднородно и находилось в зависимости либо от князей, либо от императора; городское население состояло из патрицианских семей, городских бюргеров, подмастерьев и учеников, зависимых от мастеров. Крестьяне были по большей части крепостными. По сравнению с другими странами, такими как Англия и Франция, Германию можно было с уверенностью назвать экономически, социально и политически отсталой.

  • Так уж сложилось исторически, что троллейбус в СССР имел особый статус любимца партии и был выбран в качестве основного вида городского электротранспорта для советских городов. Именно поэтому Советский Союз стал лидирующей страной как по количеству троллейбусных систем, так и по числу выпущенных троллейбусных машин. В связи с острой нехваткой подвижного состава троллейбусы производили не только специализированные заводы, но и ремонтные предприятия, и даже эксплуатационные управления. В данной статье автор попытался изложить краткую информацию про опытные и серийные троллейбусы советского производства, ведь за 58-летнюю историю советского троллейбуса было создано достаточно большое количество моделей пассажирских троллейбусов, одни из которых стали серийными, а другие не вышли из разряда опытных. Тем не менее все они вызывают интерес и заслуживают внимания.



    Троллейбус Соболева

    Опытный пассажирский троллейбус на базе автобуса Я-6 был создан в Ростове-на-Дону на заводе трамвая им. Воровского в начале 1933 г. Эта троллейбусная машина считается первой попыткой создания в Советском Союзе нового вида наземного городского транспорта — троллейбуса. Однако далее ходовых испытаний дело не пошло, так как проект был полностью инициативным и к общесоюзной троллейбусной программе отношения не имел, поэтому не имел и финансирования. К слову, своего обозначения троллейбус также не имел.


    В 1932 г. по инициативе инженера управления ростовского трамвая А. Соболева был создан проект пассажирского троллейбуса, основу которого составлял списанный автобус Я-6 и трамвайное электрооборудование (тяговый двигатель, токоприемники, переключатели, реостаты). Интерес вызывает применение на троллейбусе, кроме двух токоприемников, нижнего ролика для рельса. Поэтому троллейбус мог работать как в обычном режиме с двумя токоприемниками, так и в трамвайном, когда плюсовой токоприемник находился на линии, а ролик опускался и катился по рельсе, тем самым замыкая цепь на -550 В. Сам Соболев был известен в трамвайном управлении как видный специалист в сфере горэлектротранспорта, автор статей по теории троллейбуса.


    В феврале 1933 г. опытный троллейбус был готов, и Соболев написал подробную докладную записку своему руководству об использовании троллейбуса и необходимости строительства инфраструктуры к нему, но поддержки не получил. Тем не менее был построен небольшой участок контактной сети, на которой совершал пробные поездки опытный троллейбус.

  • При создании баллистического (метательного) оружия люди использовали разные источники энергии: упругие канаты, порох, сжатый воздух, пар, и даже пытались применить для метания снарядов «центробежные» метательные машины. И, наконец, они обратили внимание на использование для этих целей электричества.



    Электромагнитная пушка Гаусса

    Идея использования электрической энергии для стрельбы не является изобретением последних десятилетий. Принцип метания снаряда с помощью катушечной электромагнитной пушки был изобретен в 1895 г. австрийским инженером, представителем венской школы пионеров космонавтики Францем Оскаром Лео-Эльдером фон Гефтом. Будучи еще студентом, Гефт «заболел» космонавтикой. Под влиянием романа Жюля Верна «С Земли на Луну» он начал с проекта пушки, с помощью которой можно запускать космические корабли на Луну. Гефт понимал, что огромные ускорения порохового орудия запрещают применять вариант французского фантаста, и предложил электрическую пушку: в соленоиде-стволе при протекании электрического тока возникает магнитное поле, которое разгоняет ферромагнитный снаряд, «втягивая» его вовнутрь соленоида, при этом снаряд разгоняется более плавно. Проект Гефта так и остался проектом — реализовать его на практике тогда не представлялось возможным. Впоследствии такое устройство было названо пушкой Гаусса (Gauss gun) по имени немецкого ученого Карла Фридриха Гаусса, заложившего основы математической теории электромагнетизма.


    В 1901 г. профессор физики университета Осло Кристиан Олаф Берхард Биркеланд получил патент Норвегии № 11201 на «новый метод выстреливания снарядов с помощью электромагнитных сил» (на электромагнитную пушку Гаусса). Эта пушка предназначалась для стрельбы по наземным целям. В том же году Биркеланд построил свою первую пушку Гаусса с длиной ствола 1 м. При помощи этой пушки ему удалось в 1901–1902 гг. разогнать снаряд массой 500 г до скорости 50 м/с. Расчетная дальность стрельбы при этом была не более 1 000 м (результат достаточно слабый даже для начала ХХ в.). С помощью второй большой пушки (калибр 65 мм, длина ствола 3 м ), построенной в 1903 г., Биркеланд разогнал снаряд до скорости примерно 100 м/с, при этом снаряд пробивал насквозь деревянную доску толщиной 5 дюймов (12,7 см) (стрельба происходила в помещении). В настоящее время эта пушка (рис. 1) выставлена в музее Университета Осло. Следует сказать, что созданием этой пушки Биркеланд занялся в целях получения значительных финансовых средств, необходимых ему для проведения научных исследований в области такого явления, как северное сияние.

  • Когда 25 июля 1909 г. француз Блерио пересек Ла-Манш на аэроплане и приземлился в Англии, публика ликовала, но военные задумались: море перестало быть защитой от нападения с воздуха. Особенно были обеспокоены англичане, однако как в известном анекдоте про джентльмена и пожар, они очень долго собирались что-то предпринять, чтобы хотя бы как-то отреагировать на изменение стратегической ситуации на фоне провала бюджета 1908 г., парламентского кризиса 1910 г. и гражданской войны в Ирландии. Министры, генералы, лорды и депутаты без конца дебатировали, а дело стояло.

    В конце 1911 г. капитан Бертрам Диксон направил в британский Комитет Обороны Империи меморандум, в котором писал:

    «В случае войны в Европе между двумя странами обе стороны могут быть оснащены большими группировками аэропланов, каждая будет пытаться получить информацию о другой и руководствоваться ею в своих движениях. Каждая сторона должна будет направить свои усилия на то, чтобы препятствовать противнику получать информацию… что неизбежно приведет к войне в воздухе за превосходство в воздухе между вооруженными аэропланами с каждой стороны. Это сражение за превосходство в воздухе в будущей войне будет иметь первостепенное и важнейшее значение».