Изведанное и интересное

Что бы вы сказали, если океанский лайнер стоимостью сотни миллионов долларов после первого же рейса на другой континент нужно было отправлять на свалку! Или то же самое делать с автомобилем после первой по-ездки! Наверное, такие «шедевры» техники никому не нужны: пользоваться ими слишком дорогое удовольствие.
Однако, как это поначалу ни покажется странным, именно так (или почти так) обстоит сегодня дело с использованием космической техники. И поразительнее всего это досадное обстоятельство видно на примере американской ракетной системы «Сатурн-5» с кораблем «Аполлон», предназначенной для полета на Луну. Вспомним ее конструктивное решение. Трехступенчатая ракета с венчающим ее кораблем имеет пред¬стартовый вес 2700—2900 т. Разгонные блоки выводят на орбиту искусственного спутника Земли полезную нагрузку 130 т, а затем на трассу к Луне корабль «Аполлон» весом 45 т. Сам корабль состоит из командного и служебного отсеков (28,3 т) и 2-ступенчатого лунного модуля (14,5 т). Подробнее…

Работали над усовершенствованием мембран и конструкторы. Они знали, что пленка не самая выгодная форма мембраны. Тогда были предложены новые мембраны — трубчатые, похожие на макароны, только очень узкие. На таких мембранах работает, например, установка для дистилляции воды, изображенная на рисунке. Наружный диаметр трубчатой мембраны — 85 микрон, внутренний — 42 микрона. Трубочка еще одета в оболочку из полимера толщиной 0,1 микрона. В патроне уложено 900 тыс. таких трубочек метровой длины. Производительность установки, в которую входят 72 па¬трона, — 600 тыс. л воды в день. А места она занимает мало — чуть больше шкафа — 6 м. Обычная установка для дистилляции воды в сотни раз больше и в десятки раз дороже.
Заманчиво все-таки догнать природу и в мембранах с узкоспецифическими свойствами, чтобы она могла, например, отделять изотопы урана, разделять обычную и тяжелую воду. Когда такие мембраны будут созданы, химические заводы станут компактными, чистыми, бесшумными и почти безвредными для окружающей природы. Новейшие катализаторы быстро и аккуратно переработают исходное сырье, а мембраны позволят разделить и сконцентрировать нужные вещества и растворы. А сэкономленная энергия пригодится для других целей.

Процесс перехода веществ из смеси или раствора не может идти сквозь мембрану до бесконечности. Просочившееся вещество нужно сразу откачивать, иначе осмос пойдет в обратном направлении.
Технологическое решение процесса напрашивалось само собой. Смесь поступает в циркуляционный контур с мембраной, полученное вещество непрерывно отводят, а в контур подводят свежую смесь.
Мембраны стали применять и в новых, и в обычных, десятилетиями проверенных и отработанных процессах. Например, когда мембраны применили для очистки сточных вод в сыроварении, то вода потекла чистая, полностью пригодная для питья, а остающиеся растворы настолько сконцентрировались, что стало возможным выделять из них белки и жиры простым выпариванием.
Однако трудностей еще не¬мало. В процессе работы в растворах органических веществ мембраны набухают, понижается их избирательная способность, начинают просачиваться ненужные молекулы. Живая мембрана восстанавливается, сама себя чинит. Искусственная мембрана восстановиться сама не может. Подробнее…

Нетрудно, скажем, смешать растворы соляной кислоты и азотнокислого серебра. Но чтобы отделить хлористое серебро от остальных продуктов реакции, надо дать осадку отстояться, декантировать, то есть аккуратно слить жидкость, промыть, снова декантировать, отфильтровать и, наконец, осторожно высушить. А если продукты реакции растворимы? Их выпаривают, разделяют по различным точкам кипения. Все это требует громадной энергии.
Технологи начали фантазировать: «Вот бы нам «сито» для молекул. Процедил сквозь него раствор — нужные молекулы выловил, а все остальное — обратно в сосуд!» Мечта эта не была фантазией. «Сито» действовало миллионы лет. Называется оно мембрана и действует в живой клетке. Весь обмен веществ с окружающей средой клетка осуществляет через это «сито» с отверстиями под размер молекул.
Основой деятельности мембраны является осмос — так называют способность вещества проходить сквозь мембрану и сторону уменьшения концентрации. При этом агрегатное состояние вещества не изменяется.
Но мембрана не просто нейтральное «решето» с крохотными отверстиями. Она обладает способностью избирательно пропускать молекулы и даже ионы, каким-то образом мгновенно проверяя их способность вступать в определенные химические реакции.

В технику недавно, но прочно вошли тантал, молибден, ниобий, вольфрам. Но получить их не просто нужны очень высокая температура и идеальная чистота, как в вакууме. Этим условиям удовлетворяет вакуумно-дуговая плавка. Из переплавляемого, еще не очищенного металла делают электрод. Когда между ним и низом . печи вспыхивает вольтова дуга, электрод плавится, капли расплавленного металла стекают вниз, а посторонние примеси выгорают. Но вакуумно-дуговая плавка — процесс еще не до конца изученный, особенно при плавке жаропрочных металлов. Как же заглянуть внутрь дуги! Для этого ученые применили скоростную киносъемку. Они снимали процесс со скоростью 2 тыс. кадров в секунду и одновременно записывали, показания приборов. На первом снимке — один из кадров киносъемки плавки молибдена в аргоне. Подробнее…

Один этот станок может заменить целый цех. Он сверлит и фрезерует, зенкерует и растачивает, развертывает и нарезает резьбу. И все это делается автоматически, по программе. Рабочему остается Лишь следить за тем, как перемещаются стол и шпиндельная головка, как сам меняется и корректируется инструмент и обрабатывается деталь.
Производительность станка, разработанного : одесскими конструкторами, в 3—4 раза выше, чем у лучших универсальных работников.

Пистолет в руке спортсмена дрожит — это знает каждый. Но избрать это Явление темой научной работы впервые решил младший научный сотрудник Научно-исследовательского института физической культуры В. Меркулов. Изучая с помощью датчиков биотоки мышц, он нашел связь мышечной активности и устойчивости оружия. Оказалось, что дрожание руки с оружием можно значительно уменьшить, если «отвлечь» мышцы. Для этого нужно определенным образом напрячь мышцы противоположной руки. Методика В. Меркулова уже взята на вооружение нашими стрелками.