Розділ ведуть члени ради проблемної лабораторії «інверсори» інженери К. Арсеній і С. ЖИТОМИРСЬКИЙ Рис. В. Овчінінского
(Три завдання для винахідників)
ЯК ЗРОБИТИ ЙОГО ЕФЕКТИВНИМ?
Т акой заголовок аж ніяк не гра слів. Нас оточує незліченна кількість фізичних ефектів. Одні - нам ще невідомі, і вам надається чудова можливість відкрити їх. Інші - відомі, і на їх основі створені ті чи інші механізми, прилади, пристрої. Треті - теж відомі, але. не використовуються людиною. Чому? Тому що фізичний ефект з точки зору техніки - завдання. Її рішення - якийсь прилад (механізм, пристрій), який повинен працювати з досить високою ефективністю. Ось над цим і варто подумати. У цьому листі йдеться про воду. Три завдання, і три ймовірних рішення.
Металеві судини, що закриваються герметично, ніколи не заповнюються рідиною повністю. Завжди залишається невеликий об'єм повітря. Це обумовлено тим, що при нагріванні, навіть незначному, пов'язаному зі зміною температури повітря, рідина, як правило, розширюється більше, ніж металевий посуд. Ну а якщо його заповнити без повітряного проміжку, то можна створити в посудині (при відповідному нагріванні) досить високий тиск.
Чому б не використати це явище для пристрою потужних пресів, для з'єднання пресуванням різних деталей (наприклад, труб, що вставляються в отвори) і інших цілей, коли потрібні великі тиску при невеликих переміщеннях?
Термодомкрат? (Див. Мал.), Що нагрівається струмом рідина розширюється і створює сильний тиск на поршень термодомкрата.
2. Капілярний домкрат?
Ви, звичайно, знаєте, що деякі види сухого дерева, глини та інших речовин, здатних вбирати в себе воду, розбухають при зволоженні. Таке розбухання супроводжується появою величезного тиску, коли «розбухає тіло» зустрічає опір збільшенню свого обсягу. У давнину подібним Способом добували камінь для будівництва. У щілини скелі або в попередньо вирубані отвори заганяли сухі дерев'яні клини і змочували їх потім водою. Розбухає дерево рвало скелю і дозволяло отримувати кам'яні блоки певної форми. Причому робота виконувалася більш чисто, ніж це можна зробити вибухом в сучасних умовах.
На малюнку - капілярний домкрат. Зволожує матеріал (хоча б сухе дерево) розбухає і виробляє великий тиск, приводячи домкрат в дію.
3. Імпульсний гідромонітор?
У техніці широко застосовується гідромеханізація: потужний струмінь води б'є в масив грунту і розмиває його. Розмитий грунт можна направити в розрідженому вигляді по трубах в заданий місце і, зменшивши швидкість води, осадити, утворюючи насип, дамбу і т. Д.
Тиск струменя в таких умовах невелика і не перевищує тиску в трубі, що подає воду. Це обмежує руйнівну дію
струменя. А якщо її зробити переривчастою - складається з невеликих водяних циліндрів, що летять один за іншим? Тоді ці циліндри, вдаряючись об перешкоду, будуть створювати різкі короткочасні імпульси тиску. Вони більше тиску безперервної струменя у стільки разів, у скільки подвоєна швидкість звуку у воді перевищує швидкість водяного струменя. Це повинно значно підвищити руйнівну дію струменя. Але як створити переривчасту струмінь, не знижуючи швидкості її закінчення?
Може бути, що обертається брандспойт? Він посилає відрізки водяного струменя, які своїми ударами руйнують гірську породу (див. Рис.).
Г. ПОКРОВСЬКИЙ, доктор технічних наук