Думай иначе. Креативное мышление

Кальмар, как известно, передвигается резкими толчками, выбрасывая назад воду. Судно приводится в движение также реактивной отдачей. Пар выталкивает воду из трубы, направленной к корме судна. От этого толчка судно получает импульс. Оставшийся в трубе пар конденсируется, давление в котле падает, и всасывается очередная порция воды. Теперь котел снова готов к рабочему циклу. Разумеется, это лишь грубая схема, сама конструкция несколько сложнее. Достоинства такого двигателя – отсутствие движущихся частей. Модель этого судна легко построить. Простейший корпус из жести, закрепленная на нем баночка из - под гуталина, две впаянные в корпус трубочки и спиртовка из крышки от бутылки с лимонадом (рис. 1.27). ¹⁷

Рис. 1.27. Модель судна - кальмара

Рассмотрим еще одну модель реактивного судна (рис. 1.28) ¹⁸ . Модель лодочки делается из бумаги, и ее красят водонепроницаемой краской. На бортиках укрепляют перекладины, выгнутые из проволоки, скрепок или шпилек. В узком конце яйца осторожно делают маленькое отверстие, из которого выпускают все содержимое. На яйце можно сделать из бумаги трубу для декорации. На дно лодочки кладут кусок пробки, а на нее – часть яичной скорлупы. Наливают в яйцо немного воды так, чтобы она не достигала уровня отверстия. В скорлупу на дне лодки кладут кусок ваты, смоченной спиртом, или кусок сухого спирта. Горение должно быть энергичное, чтобы вода быстро закипела. Как только вода закипит и появится пар, лодочка двинется вперед.

Рис. 1.28. Модель реактивного судна

Пример 1.28. Антенны москита – прообраз нового микрофона Профессор Дэниел Роберт (Daniel Robert) и его коллеги из университета Бристоля изучают «уши» саранчи и антенны москита, чтобы научиться создавать необычайно чувствительные микрофоны.

Саранча слушает с помощью крошечных мембран, толщиной всего в микрон (рис. 1.29). Они обладают рядом интересных механических свойств и колеблются в ответ на звуки, с амплитудой в какие - то нанометры. Москиты также «вооружены» необычными микрофонами – антеннами с 15 тысячами сенсорных клеток. Даниель Роберт поясняет суть работы: «Мы нашли, что различные звуковые частоты вызывают совершенно разный механический отклик в системе слушания саранчи. Изучая эти крошечные движения и понимая, как слабые звуковые волны превращены в механические „ответы―, мы, в конце концов, сможем проектировать микрофоны, основанные на этих природных слуховых системах. Они могли бы обнаруживать крайне слабые звуки анализировать их спектр. Это то, что нынешние микрофоны сделать не в состоянии». Для анализа строения и работы слуховых систем насекомых авторы этого исследования применяют самые разнообразные методы: лазерную доплеровскую виброметрию, атомный силовой микроскоп и так далее, составляя трехмерные компьютерные модели. Ученые особо подчеркивают, что это успешное исследование стало возможным благодаря мультидисциплинарному подходу – объединению в одну команду биологов, физиков и инженеров.

Рис. 1.29. Антенны москита

(фото Da niel Robert)

Пример 1.29. Рефлектор «кошачий глаз»

Рефлектор «кошачий глаз» – это устройство для отражения света (отражатель), применяемое на дорогах в опасных местах для обеспечения безопасности движения. История изобретения «кошачьего глаза» имеет свою предысторию. Перси Шоу, английский изобретатель, который не был ни ученым, ни инженером, а работал дорожным мастером, однажды возвращался домой поздно ночью. Было темно, и он не заметил, что едет по краю дороги возле обрыва. Спасли Перси Шоу два огонька света, мелькнувшие на обочине, они помогли ему сориентироваться. Это были глаза бродячего кота, в которых отразился свет фар машины Перси Шоу.

Благодаря этому случаю, Перси Шоу изобрел рефлектор – устройство, работающее по принципу кошачьего глаза и размечающее обочины дороги в темное время суток. Рефлектор Перси Шоу не только подсвечивал дорогу ночью, но и мог самоочищаться дождевой водой.

В 1934 году Перси Шоу запатентовал свое изобретение и основал фабрику, производящую рефлекторы «кошачий глаз». Для испытания он установил 50 рефлекторов на опасных участках дороги и количество несчастных случаев резко уменьшилось. В 1937 году Перси Шоу выиграл конкурс, объявленный правительством Англии, на лучший дорожный рефлектор, и уже через несколько лет он обеспечивал рефлекторами не только дороги Англии, но и большинство дорог мира.

В настоящее время рефлекторы бывают не только белыми, как во времена Перси Шоу, но и других цветов. Красные рефлекторы устанавливают для обозначения края больших дорог, зелеными рефлекторами обозначают перекрестки. Есть рефлекторы, использующие солнечную энергию и излучающие собственный свет, но все они сконструированы по принципу рефлектора «кошачий глаз» Перси Шоу и предназначены для того, чтобы машины, мотоциклы, велосипеды и другой транспорт могли безопасно передвигаться по дороге.

Рис. 1.30. Кошачий глаз

Пример 1.30. Присоски