популярная механика

Постов: 6 Рейтинг: 7431
899

Конец пломбам: найден способ заставить зубы расти

Развернуть
Ученые из Королевского колледжа Лондона нашли революционный способ лечить зубы. Оказывается, лекарство, купирующее некоторые симптомы болезни Альцгеймера, способно заставить зубы регенерировать.
Конец пломбам: найден способ заставить зубы расти
Зубы человека почти не восстанавливаются после повреждений. Маленькие участки случайно поврежденного дентина — второго после эмали слоя — иногда регенерируют, но этого недостаточно, чтобы заполнить большую полость в зубе, разрушенном травмой или кариесом. Поэтому стоматологам приходится заполнять «дырки» синтетическими материалами. Пломбы из таких материалов иногда держатся годами, но все-таки уступают живой ткани в прочности и долговечности.
Конец пломбам: найден способ заставить зубы расти
Полости в мышиных зубах заполнились новыми клетками за шесть недель. Фото: Vitor C. M. Neves, Rebecca Babb, Dhivya Chandrasekaran, Paul T. Sharpe / Scientific Reports.

На смену пломбам может прийти лекарство Tideglusib (NP-12, NP031112), которое уже прошло несколько стадий клинических исследований как средство борьбы с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями. Его действующее вещество — небольшая органическая молекула-ингибитор киназы GSK3, фосфорилирующей ряд белков организма, в частности, факторы транскрипции, которые регулируют процессы деления клеток и апоптоза. В клетках пульпы связывание GSK3 стимулирует деление стволовых клеток и направляет их развитие по пути одонтобластов — клеток, длинные отростки (трубочки) которых формируют основу дентина. Затем пространство между этими отростками заполняется солями минеральных кислот и белком коллагеном, точно так же, как это происходит в дентине здоровых зубов.

Способностью Tideglusib «разрешать» восстановление утраченных одонтобластов воспользовались стоматологи. Учёные взяли коллагеновые губки, пропитали их лекарством и погрузили в небольшие (до 0,14 мм) полости в дентине мышиных зубов. Через шесть недель полости практически полностью заполнились новым дентином.

Ученые (а с ними и все человечество) надеются, что скоро Tideglusib можно будет применять и для лечения человеческих зубов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
http://m.popmech.ru/science/313862-konets-plombam-nayden-spo...
Баянометр ругался на верхнюю картинку
1378

Борьба за крестовую отвертку: история её изобретения

Развернуть
Крестовая отвертка — непременный атрибут любого набора инструментов. Но это сегодня, а в 1930-е она была принята технологическим сообществом далеко не сразу.
Борьба за крестовую отвертку: история её изобретения
Первое появление классических винтов под отвертки с «плоским» жалом датируется примерно XVI веком, в почти неизменном виде они существовали до начала XX века. К этому времени винты с прорезью уже вызывали множество нареканий, но были вне конкуренции из-за своей дешевизны. Недостатки «классических» винтов особенно ярко проявлялись при массовой сборке, в частности, в автомобильной промышленности. Во-первых, жало не центрировалось, из-за этого механические шуруповерты часто соскальзывали, оставляя царапины на лакированных кузовных деталях. Во-вторых, при закручивании винты и шурупы часто «перетягивали», сворачивая головку или повреждая крепежные детали. Именно эти ограничения и собрался преодолеть американский изобретатель Джон Томпсон, в 1933 году запатентовав отвертку с крестообразным жалом и винт с соответствующей головкой. Однако попытка продать изобретение производителям метизов не увенчалась успехом. В 1934 году Томпсон познакомился с инженером Генри Филлипсом и изложил ему суть своего изобретения. Филлипсу идея понравилась, он выкупил права на патент Томпсона и организовал компанию Phillips Screw Company (она существует до сих пор). В 1936 году он усовершенствовал технологию и разработал способ массового производства винтов. Крестовые винты автоматически центрировали шуруповерт, а также не допускали «перетягивания» — жало инструмента просто проскальзывало.

Однако и Филлипса везде поджидали отказы. Наконец ему удалось заинтересовать Юджина Кларка, президента American Screw Company, крупнейшего производителя метизов в США. Хотя инженеры компании возражали, Кларка так захватила идея, что он пригрозил «уволить каждого, кто скажет, что это невозможно осуществить». Угроза возымела действие, и компания, вложив в организацию производства полмиллиона долларов, начала выпуск винтов под «крест». В 1937 году GM впервые использовал эти винты в производстве моделей Cadillac. Результаты были столь блестящими, что уже к 1940 году все американские автопроизводители перешли на использование крестовых винтов, а производители метизов десятками выстраивались в очередь на покупку лицензии. Во время Второй мировой войны на использование этих винтов перешли и производители военной техники — танков и самолетов.

С тех пор было придумано немало различных винтов — и под многогранники, и под звездочки различной формы. Но, несмотря на это, крестовые винты и шурупы (в англоязычных источниках они называются по имени изобретателя — Phillips) по-прежнему остаются стандартом, а крестовая отвертка является основой любого набора инструментов.


Источник: «Популярная механика» (№60, октябрь 2007).
Борьба за крестовую отвертку: история её изобретения
1939

10 удивительных природных феноменов

Развернуть
Снежные рулеты. Они же снежные рулоны. Когда на открытой местности присутствует подходящий снег — с льдистым холодным слоем снизу и влажным более тёплым сверху — и дует порывистый сильный ветер, вполне можно наблюдать это редкое явление. Ветер скатывает снег в нечто вроде стогов сена, размерами от яблока до легкового автомобиля.
10 удивительных природных феноменов
Трубчатые облака. Эти облака зловещего вида иногда предвещают сильные тропические грозы, но чаще образуются, когда гроза уже прошла. Облачные «карманы» возникают, когда восходящий поток поднимает насыщенный влагой воздух над тучами, после чего тяжёлые частицы воды и льда проваливаются вниз.
10 удивительных природных феноменов
Ледяные цветы. Для образования этого феномена нужны специфические условия — поздняя осень или ранняя зима, когда земля ещё не промёрзла и растения вытягивают из неё воду. Температура воздуха резко падает и сок некоторых растений — например, Verbesina virginica — прорывается наружу, моментально замерзая в удивительной конфигурации.
10 удивительных природных феноменов
Базальтовые колонны. Базальт — горная порода, образующаяся из застывшей магмы. При застывании она трескается, как обычная грязь, только процесс в этом случае может длиться столетиями. Там, где расплавленный базальт десятки миллионов лет назад выходил на поверхность и относительно быстро охлаждался, сегодня мы можем наблюдать потрясающую колоннаду.
10 удивительных природных феноменов
Облачная дыра. Она же «дырообразная полоса падения осадков», она же fallstreak hole. Возникает, когда что-то вроде пролетевшего самолёта, обычной пыли или осадков из более высокого слоя нарушает покой облака из сверхохлаждённых водяных капель, остающихся жидкими даже при -40°C. Из-за цепной реакции вода превращается в лёд, падая вниз и делая в облаке почти идеальную дыру.
10 удивительных природных феноменов
Брайникл. Этот подводный сталактит, растущий из нижнего слоя морского льда, представляет из себя тянущуюся ко дну ледяную трубку с водой, значительно более солёной, чем течёт вокруг. Брайникл формируется быстро и продолжает расти, даже достигнув дна, насмерть замораживая мелкую морскую живность вроде морских звёзд.
10 удивительных природных феноменов
Вулканическая молния. Также известный как «грязная гроза», этот атмосферный феномен представляет собой молнии в облаке вулканического пепла при извержении. Механизм их образования практически такой же, как и в обычной грозовой туче, но с участием фрагментов камня, пепла и частиц льда, которые сталкиваются и генерируют электрические заряды.
10 удивительных природных феноменов
Скользящие камни. Булыжники, медленно ползущие по дну высохшего озера Рейстрэк-Плайя в Долине Смерти в США будоражили воображение учёных с середины XX века. Последние исследования показали, что камни перемещаются на специфических ледяных «плотах», намерзающих в холодные зимние ночи и тающих при приближении лета. Именно тогда сильный ветер может перегонять камни с места на место со скоростью до 5 м/мин.
10 удивительных природных феноменов
Кальгаспоры. Эти ледяные образования можно увидеть в горах, на высоте свыше четырёх километров, особенно часто встречаются в Андах. Их другое название — «кающиеся снега» — происходит из-за их схожести с фигурами кающихся монахов. Когда фирн — плотно слежавшийся, многолетний снег, — тает в условиях сухого воздуха и высокого стояния солнца, возникают подобные фигуры.
10 удивительных природных феноменов
Световые столбы. Лунный или солнечный свет, отразившийся на висящих в воздухе ледяных кристаллах определённого вида — плоских шестиугольных или столбовидных, — образует это редкое атмосферное явление. Чаще всего его можно наблюдать в холодных регионах, в том числе и России.
10 удивительных природных феноменов
Материал взят с журнала "Популярная Механика"
2382

Российские ученые проводят анализ на сахар без крови

Развернуть
Выпускники Санкт-петербургского университета ИТМО разработали принципиально новый способ определения уровня сахара в организме, сообщает ТАСС. В новых тестовых полосках вместо крови используется слюна, поэтому больным диабетом не придется прокалывать кожу несколько раз в день.
Российские ученые проводят анализ на сахар без крови
В основе изобретения лежит особое вещество, содержащее биомаркеры. Вещество можно использовать в качестве чернил обычного принтера для того, чтобы распечатывать на нем тесты. Тест выглядит как выглядит как узкая полоска бумаги, украшенная рисунком цветка. Центр цветка предназначен для капельки слюны, а по окрашиванию лепестков можно определить количество глюкозы в организме.

Разработка технологии обошлась в 300 тысяч рублей, а себестоимость одной полоски, сделанной в лаборатории, составила 10 рублей.

В дальнейших планах исследователей — создание оптического прибора. Который сможет точно определять процент глюкозы по тестовым полоскам. На его создание потребуется около 6 миллионов рублей. Предварительные договоренности с инвесторами уже достигнуты.
756

Детские шалости

Развернуть
Огненные деньги
Однажды редактор «Популярной механики» Дмитрий М. был маленьким. И конечно, была у него любимая бабушка, которая, кстати, в итоге его и избаловала. Когда Дима учился в шестом классе, она подарила ему на день рождения три рубля. «С одной стороны, это целых 15 пачек пломбира, — подсчитал смышленый ребенок, — а с другой-то — всего по 50 копеек за целый год в школе». И решил он над бабушкой подшутить.

А у папы его была секретная бутыль медицинского спирта. Дима отлил из нее совсем немного, разбавил водой 50/50 и развел щепотку соли. Потом взял «трешку» пинцетом и как следует смочил в этом растворе, так что на ней сухого места не осталось. На глазах любящей бабушки он поджег ценный подарок.

Когда папа сбегал за валокордином и бабушка немного отошла, она сообразила, что боялась напрасно. Ведь температура горения спирта не так велика, чтобы поджечь качественную денежную бумагу, из которой делают купюры. Соль просто окрашивает пламя: входящий в ее состав натрий делает огонь ярко-желтым. Папа тогда сказал, что Дима далеко пойдет.
Детские шалости
Зеленое пламя
В средней школе будущий главный редактор «Популярной механики» Сергей А. влюбился в девочку по имени Настя. Настя эта была нехорошая, она посматривала на Кирилла из параллельного класса, который ее вообще не любил, а любил Смирнову, которая на год старше. В общем, сложная была ситуация. Особенно сложной она стала, когда в школе устроили дискотеку. Кирилл стал гоняться за Смирновой, Настя — за Кириллом, Смирнова спряталась в гардеробе, а Сережа решил завоевать Настасьино сердце с помощью науки.

Открыв кабинет химии ключом, который доверила ему беспечная учительница, Сережа позаимствовал немного борной кислоты и этанола. Разлив спирт в металлические банки из-под консервов — понемногу, на донышке — он растворил в нем пару чайных ложек борной кислоты. Когда бессердечная Настя возвращалась домой темной дорожкой, вдоль нее уже стояли банки с дьявольской смесью.

Вообще спирт горит неярким пламенем, но бор придал огню готичную густо-зеленую окраску. Романтически подсвеченная дорожка и пыхтение спрятавшегося в кустах воздыхателя произвели на Настю неизгладимое впечатление. А после того как она убежала жаловаться Кириллу, Сережа понял: любовь — это тоже какая-то химия.
Детские шалости
Дымящиеся пальцы
В группе продленного дня будущего редактора «Популярной механики» Олега М. считали немного странноватым. По вечерам, когда в живом уголке засыпали земноводные, в темном-темном коридоре вокруг него собирались младшеклассники, а Олег показывал им тайное умение пускать из пальцев белый дым.

Никто не знал, что прямо перед этим он бегал в мальчиковый туалет на втором этаже и химичил со спичками: с бока коробка отрывал «скребок», срезал всю лишнюю бумагу и, сложив ее вдоль, коричневым внутрь, аккуратно пристраивал на кран, из которого лилась ледяная вода. Олег сжигал этот треугольник, а потом осторожно собирал пальцами осевшую на холодном кране гарь. Оставалось донести ее до младшеклассников и слегка потереть пальцами перед их телячьими глазами.

Это было делом непростым, ведь только совсем мелкие малыши думают, что спички делают с «серой». Активным веществом в них выступает красный фосфор: пока бумага горит на кране, он испаряется с поверхности скребка и оседает уже в виде белого фосфора. Эта форма очень активна (и даже ядовита!) — достаточно слегка потереть пальцами, как белый фосфор начнет окисляться на воздухе, создавая дым. А в темноте он еще и светится. Недаром Олега считали странноватым не только в «продленке».
Детские шалости
Секретные буквы
За поведение, которое не лезло ни в какие рамки, географичка рассадила будущего редактора «Популярной механики» Рому Ф. и его лучшего друга за разные парты. На некоторое время это всерьез затруднило подготовку новых шалостей: записки, пересылаемые через класс, неизменно попадали к Светке, известной зубрилке, которая подло сдавала их учительнице.

Первая попытка сделать невидимые симпатические чернила провалилась с треском: молоко, с вечера заряженное в ручки, к первому уроку уже скисло, сбилось и превратилось в творог. Тогда Рома и его школьный друг вспомнили о рецепте, которым пользовался один китайский император. Они стали писать секретные записки отваром из-под риса, который легко можно было выпросить у мамы.

Эта жидкость богата крахмалом и после высыхания не оставляет ни следа, так что ни географичка, ни ее любимица, известная зубрилка Светка, поделать ничего не могли. Но стоило промокнуть бумагу ваткой, смоченной в слабом растворе йода, как на ней проступали сине-фиолетовые буквы. В общем, планирование шалостей возобновилось, и жизнь в классе вернулась в обычную колею.
Детские шалости
Таинственная надпись
Раз после уроков пошел дождь, и Настя, в которую был по-школьному влюблен будущий главный редактор «Популярной механики» Сергей А., вместе с Кириллом, на которого она все равно заглядывалась, и даже с враждебной Смирновой на год старше — в общем, все спрятались под козырьком у входа в школу. Дождь лил, на дорогах рождались лужи, и на мокром асфальте проступала надпись. «Кирюша, я буду жрать тебя всю жизнь», — прочли испуганные дети.

А ведь это Настя, впечатленная Сережиной химией, всерьез занялась изучением этой увлекательной науки и нашла новый способ тайно обратиться к предмету своих девичьих грез. Когда у папы обнаружился баллончик супергидрофобного спрея для автомобиля, Настя выпросила его попользоваться и, вырезав буквенный трафарет, тайно распылила на асфальте у входа в школу — правда, с ошибкой, которая всерьез испортила впечатление.

Такое покрытие образует на поверхности тонкую водоотталкивающую пленку — и хотя весь асфальт вокруг промок, буквы остались совершенно сухими и проступили словно из ничего. А Сергей А., скрытно наблюдавший за происходящим из кустов акации, очень промок и пожалел, что не надел супергидрофобную куртку, как велела мама.
Красная рука
А ведь не зря географичка рассадила подальше будущего редактора «Популярной механики» Рому Ф. и его лучшего друга школьной поры. Розыгрышей она не понимала, в химии не разбиралась, детей не любила, но в остальном как в воду глядела: когда эти двое устроили драку в коридоре, посмотреть сбежалась вся школа, включая физрука, который редко покидал пределы родного спортзала.

Кровь, жидкая и густо-красная, текла с обоих ручьями, летела даже не брызгами, а какими-то ошметками, так что даже сплоченная группа завучей не сразу решилась разнять хулиганов, сперва боялись. Это попахивало исключением — и еще чем-то неприятным. Этим неприятным был запах аммиака, который выделяется при распаде хлорида аммония, побочного продукта при получении искусственной крови. На этом их и поймали.

Ход расследования директриса взяла под личный контроль. Выяснилось, что мальчики использовали классическую реакцию хлорида железа (III) с тиоцианатом (его еще называют роданидом) аммония. Каждый из хулиганов «спрыснул» руки, щеки и шею раствором одного из этих веществ, и во время драки они изрядно перемазали друг друга. Эти соли тут же вступали во взаимодействие с образованием роданида железа — красного, как лицо географички в минуту справедливого гнева.
Черные цветы
Немного странноватым будущего редактора «Популярной механики» Олега М. считала и классная руководительница, особенно после одного случая. Она даже вызвала в школу его родителей, а ведь было первое июня — День защиты детей. Ее можно понять: в груде торжественных гладиолусов и легкомысленной сирени, подаренной учениками по случаю завершения учебного года, учительница раскопала траурный букет роз — с черными стеблями, черными листьями, черными бутонами.

Напрасно Олег объяснял, что ботаники до сих пор не вывели такого сорта роз, чтобы их бутоны были по-настоящему черными. Что остается только использовать обычную гуашь, хотя лучше купить в цветочном магазине специальные красители. Такие цветы стоит несколько часов продержать на воздухе, а потом обрезать кончики стеблей и погрузить их в банку, наполненную подкрашенной водой.

Растения всасывают жидкость благодаря работе капиллярных сил — и вместе с водой будут поглощать и краску. Напрасно Олег говорил все это: репутация была испорчена окончательно, и его сочли странноватым навсегда — и классная руководительница, и даже мама, которая тем вечером долго рассматривала черные-черные цветы и о чем-то тревожно думала.
Детские шалости
Взрывчатая бумага
Редактор «Популярной механики» Дмитрий М. просит обязательно занести в протокол, что он «пошел далеко» намного раньше и всякой чепухой, о которой мы рассказываем, занимался не позднее, чем в третьем классе, а в шестом уже участвовал в химических олимпиадах. Но вот поссорился с учительницей английского он все-таки именно в шестом. Ей пришлось применить целый набор древнейших учительских заклинаний — от «Если все будут в окошко прыгать, ты тоже прыгнешь?» до «А голову ты дома не забыл?» — и даже стукнуть кулаком по столу. Это Дима запомнил хорошо.

Пришел он вечером домой. В стакан вылил целый пузырек йода, залил таким же количеством раствора аммиака — и накрыл блюдцем, чтобы запах был не таким противным. А когда в стакане появился осадок, отфильтровал через промокашку, осторожно размазал черно-бурые кристаллы и дал высохнуть.

Это был настоящий йодистый азот — очень легко взрывающееся вещество, которое оставалось подсунуть на стол англичанке. На следующем уроке буря учительского гнева быстро закончилась ударом — и взрывом азотистой промокашки. Химия победила иностранный язык известным науке способом.

А чего интересного вытворяли в школе вы?
77

Реактивный двигатель своими руками

Развернуть
Вы знали, что если в согнутую дугой трубу положить сухого спирта, подуть воздухом из компрессора и подать газ из баллона, то она взбесится, будет орать громче взлетающего истребителя и краснеть от злости? Это образное, но весьма близкое к истине описание работы бесклапанного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя — настоящего реактивного двигателя, построить который под силу каждому.
Реактивный двигатель своими руками
Принципиальная схема Бесклапанный ПуВРД не содержит ни одной подвижной детали. Клапаном ему служит фронт химических превращений, образующийся при сгорании топлива.
Реактивный двигатель своими руками
Механический клапан помогает двигателю работать более эффективно.

Бесклапанный ПуВРД — удивительная конструкция. В ней нет движущихся частей, компрессора, турбины, клапанов. Простейший ПуВРД может обойтись даже без системы зажигания. Этот двигатель способен работать практически на чем угодно: замените баллон с пропаном канистрой с бензином — и он продолжит пульсировать и создавать тягу.

К сожалению, ПуВРД оказались несостоятельными в авиации, но в последнее время их всерьез рассматривают как источник тепла при производстве биотоплива. И в этом случае двигатель работает на графитовой пыли, то есть на твердом топливе. Наконец, элементарный принцип работы пульсирующего двигателя делает его относительно безразличным к точности изготовления. Поэтому изготовление ПуВРД стало излюбленным занятием для людей, неравнодушных к техническим хобби, в том числе авиамоделистов и начинающих сварщиков.

Несмотря на всю простоту, ПуВРД — это все-таки реактивный двигатель. Собрать его в домашней мастерской весьма непросто, и в этом процессе немало нюансов и подводных камней. Поэтому мы решили сделать наш мастер-класс многосерийным: в этой статье мы поговорим о принципах работы ПуВРД и расскажем, как изготовить корпус двигателя. Материал в следующем номере будет посвящен системе зажигания и процедуре запуска. Наконец, в одном из последующих номеров мы обязательно установим наш мотор на самодвижущееся шасси, чтобы продемонстрировать, что он действительно способен создавать серьезную тягу.

От русской идеи до немецкой ракеты

Собирать пульсирующий реактивный двигатель особенно приятно, зная, что впервые принцип действия ПуВРД запатентовал российский изобретатель Николай Телешов еще в 1864 году. Авторство первого действующего двигателя также приписывается россиянину — Владимиру Караводину. Высшей точкой развития ПуВРД по праву считается знаменитая крылатая ракета «Фау-1», состоявшая на вооружении армии Германии во время Второй мировой войны.

Конечно же, речь идет о клапанных пульсирующих двигателях, принцип действия которых понятен из рисунка. Клапан на входе в камеру сгорания беспрепятственно пропускает в нее воздух. В камеру подается топливо, образуется горючая смесь. Когда свеча зажигания поджигает смесь, избыточное давление в камере сгорания закрывает клапан. Расширяющиеся газы направляются в сопло, создавая реактивную тягу. Движение продуктов сгорания создает в камере технический вакуум, благодаря которому клапан открывается, и в камеру всасывается воздух.

В отличие от турбореактивного двигателя, в ПуВРД смесь горит не непрерывно, а в импульсном режиме. Именно этим объясняется характерный низкочастотный шум пульсирующих моторов, который делает их неприменимыми в гражданской авиации. С точки зрения экономичности ПуВРД также проигрывают ТРД: несмотря на впечатляющее отношение тяги к массе (ведь у ПуВРД минимум деталей), степень сжатия в них достигает от силы 1,2:1, поэтому топливо сгорает неэффективно.

Зато ПуВРД бесценны как хобби: ведь они могут обходиться вообще без клапанов. Принципиально конструкция такого двигателя представляет собой камеру сгорания с подсоединенными к ней входной и выходной трубами. Входная труба гораздо короче выходной. Клапаном в таком двигателе служит не что иное, как фронт химических превращений.

Горючая смесь в ПуВРД сгорает с дозвуковой скоростью. Такое горение называется дефлаграцией (в отличие от сверхзвукового — детонации). При воспламенении смеси горючие газы вырываются из обеих труб. Именно поэтому и входная, и выходная трубы направлены в одну сторону и сообща участвуют в создании реактивной тяги. Но за счет разницы длин в тот момент, когда давление во входной трубе падает, по выходной еще движутся выхлопные газы. Они создают разрежение в камере сгорания, и через входную трубу в нее затягивается воздух. Часть газов из выходной трубы также направляется в камеру сгорания под действием разрежения. Они сжимают новую порцию горючей смеси и поджигают ее.

Бесклапанный пульсирующий двигатель неприхотлив и стабилен. Для поддержания работы ему не требуется система зажигания. За счет разрежения он всасывает атмосферный воздух, не требуя дополнительного наддува. Если строить мотор на жидком топливе (мы для простоты предпочли газ пропан), то входная труба исправно выполняет функции карбюратора, распыляя в камеру сгорания смесь бензина и воздуха. Единственный момент, когда необходима система зажигания и принудительный наддув, — это запуск.

Китайский дизайн, российская сборка

Существует несколько распространенных конструкций пульсирующих реактивных двигателей. Кроме классической «U-образной трубы», весьма сложной в изготовлении, часто встречается «китайский двигатель» с конической камерой сгорания, к которой под углом приваривается небольшая входная труба, и «русский двигатель», по конструкции напоминающий автомобильный глушитель.

Прежде чем экспериментировать с собственными конструкциями ПуВРД, настоятельно рекомендуется построить двигатель по готовым чертежам: ведь сечения и объемы камеры сгорания, входной и выходной труб всецело определяют частоту резонансных пульсаций. Если не соблюдать пропорции, двигатель может не запуститься. Разнообразные чертежи ПуВРД доступны в интернете. Мы выбрали модель под названием «Гигантский китайский двигатель», размеры которой приводим во врезке.

Любительские ПуВРД делаются из листового металла. Применять в строительстве готовые трубы допустимо, но не рекомендуется по нескольким причинам. Во-первых, практически невозможно подобрать трубы точно требуемого диаметра. Тем более сложно найти необходимые конические секции.

Во-вторых, трубы, как правило, имеют толстые стенки и соответствующий вес. Для двигателя, который должен обладать хорошим соотношением тяги к массе, это неприемлемо. Наконец, во время работы двигатель раскаляется докрасна. Если применять в конструкции трубы и фитинги из разных металлов с разным коэффициентом расширения, мотор проживет недолго.

Итак, мы выбрали путь, который выбирает большинство любителей ПуВРД, — изготовить корпус из листового металла. И тут же встали перед дилеммой: обратиться к профессионалам со специальным оборудованием (станки для водно-абразивной резки с ЧПУ, вальцы для проката труб, специальная сварка) или, вооружившись простейшими инструментами и самым распространенным сварочным аппаратом, пройти нелегкий путь начинающего двигателестроителя от начала до конца. Мы предпочли второй вариант.

Снова в школу

Первое, что необходимо сделать, — начертить развертки будущих деталей. Для этого необходимо вспомнить школьную геометрию и совсем немного вузовского черчения. Сделать развертки цилиндрических труб проще простого — это прямоугольники, одна сторона которых равна длине трубы, а вторая — диаметру, умноженному на «пи». Рассчитать развертку усеченного конуса или усеченного цилиндра — чуть более сложная задача, для решения которой нам пришлось заглянуть в учебник черчения.

Выбор металла — весьма деликатный вопрос. С точки зрения термостойкости для наших целей лучше всего подходит нержавейка, но для первого раза лучше использовать черную низкоуглеродистую сталь: ее проще формовать и варить. Минимальная толщина листа, способного выдержать температуру сгорания топлива, — 0,6 мм. Чем тоньше сталь, тем легче ее формовать и труднее варить. Мы выбрали лист толщиной 1 мм и, похоже, не прогадали.
Реактивный двигатель своими руками
Чтобы работать было приятно и безопасно, мы предварительно очищаем листовой металл от пыли и ржавчины с помощью шлифовальной машинки. Края листов и деталей, как правило, очень острые и изобилуют заусенцами, поэтому работать с металлом надо только в перчатках.
Реактивный двигатель своими руками
Прежде чем отправляться в мастерскую, мы начертили на бумаге и вырезали шаблоны разверток деталей в натуральную величину. Осталось лишь обвести их перманентным маркером, чтобы получить разметку для вырезания.

Даже если ваш сварочный аппарат может работать в режиме плазменной резки, не используйте его для вырезания разверток: края обработанных таким образом деталей плохо свариваются. Ручные ножницы по металлу — тоже не лучший выбор, так как они загибают края заготовок. Идеальный инструмент — электрические ножницы, которые режут миллиметровый лист как по маслу.
Реактивный двигатель своими руками
При работе с электрическими ножницами главный враг — вибрации. Поэтому заготовку нужно надежно фиксировать с помощью струбцины. При необходимости можно очень аккуратно погасить вибрации рукой.
Реактивный двигатель своими руками
Трубы фиксированного диаметра легко формуются вокруг трубы. В основном это делается руками за счет эффекта рычага, а края заготовки закругляются с помощью киянки. Края лучше формовать так, чтобы при состыковке они образовывали плоскость — так легче положить сварной шов.

Для сгибания листа в трубу есть специальный инструмент — вальцы, или листогиб. Он относится к профессиональному производственному оборудованию и поэтому вряд ли найдется у вас в гараже. Согнуть достойную трубу помогут тиски.
Реактивный двигатель своими руками
Сварка тонкого листового металла — тончайшая работа, особенно если вы используете ручную дуговую сварку, как мы. Возможно, для данной задачи лучше подойдет сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в аргонной среде, но оборудование для нее редкое и требует специфических навыков.

Процесс сварки миллиметрового металла полноразмерным сварочным аппаратом требует определенного опыта. Чуть передержав электрод на одном месте, легко прожечь в заготовке дыру. При сварке в шов могут попасть пузырьки воздуха, которые затем дадут течь. Поэтому имеет смысл шлифовать шов болгаркой до минимальной толщины, чтобы пузырьки не оставались внутри шва, а становились видимыми.
Реактивный двигатель своими руками
Сгибание конических секций — это исключительно ручной труд. Залог успеха — обжимать узкий конец конуса вокруг трубы малого диаметра, давая на него больше нагрузки, чем на широкую часть.

Настало время смонтировать на нем систему зажигания. Внимательный читатель может возразить, что, по нашим же собственным словам, система зажигания для работы ПуВРД не требуется.

Формально это действительно так: как только двигатель выходит на рабочий режим, зажигание выключается, так как тепла несгоревших газов вполне достаточно для воспламенения новой порции смеси. Однако для запуска ПуВРД необходима искра, причем надежная и постоянная.

Напомним, что во время рабочего такта смесь в камере сгорания интенсивно расширяется в результате дефлаграции — дозвукового горения.

Горючие газы вырываются и из выходной, и из входной трубы, однако из-за небольшой длины входной трубы давление в ней падает быстрее. Движущиеся по выходной трубе газы создают разрежение в двигателе, засасывая новую смесь в камеру сгорания. Разрежение возрастает настолько быстро, что часть газов возвращается по выхлопной трубе обратно в камеру, поджигая новую порцию топлива.

Как видите, весь цикл начинается с интенсивного расширения горючего состава. Чтобы положить начало череде скачков давления, самая первая порция смеси должна иметь идеальное соотношение газа и воздуха. В противном случае газ загорится, но не расширится, и вся конструкция превратится из двигателя в жалкое подобие огнемета.

Чтобы добиться идеального состава смеси на старте, опытные моделисты давно придумали специальную последовательность запуска. Сначала в двигатель подается газ, который полностью заполняет камеру сгорания. Затем включается искровое зажигание. Искра высекается непрерывно, но она не в силах поджечь переобогащенную смесь.

И лишь затем во впускную трубу подается сжатый воздух из компрессора. Как только в камере становится достаточно воздуха, чтобы газ воспламенился, происходит запуск. Богатая смесь на грани воспламенения — то что надо для первого рывка. Затем компрессор можно убрать, а систему зажигания выключить.

Вариантов системы зажигания для любительских ПуВРД придумано немало. Самый простой — установить в камере сгорания калильную свечу от дизельного двигателя и перед запуском разогревать ее до рабочей температуры таблеткой сухого спирта. Такая процедура имеет положительный побочный эффект в виде прогрева камеры сгорания. В более продвинутых вариантах калильная свеча запитывается от автомобильного аккумулятора.

Недостаток калильной свечи заключается в невозможности точно контролировать время зажигания. Подавая газ в камеру сгорания с уже работающей свечой, мы рискуем вместо дефлаграции получить обычный факел. Поэтому наиболее надежным и удобным считается искровое зажигание, которое можно включить после заполнения двигателя газом.

Простой и надежный источник искры — магнето от бензопилы, мотоблока или мопеда. Наш выбор пал на магнето от мотороллера «Муравей». С одной стороны, это готовый узел с собственным корпусом и приводным валом, тогда как в более современных двигателях статор магнето интегрируется в картер и не отделяется от него.

С другой стороны, у грузового «Муравья» полноразмерный 200-кубовый мотор, которому, как и нашему ПуВРД, нужна надежная мощная искра. Магнето приводится в движение торцевым ключом, зажатым в патрон дрели.

Правильный способ крепления свечи к двигателю — приварить к нему гайку, в которую вкручивается свеча. В этом вопросе мы потерпели фиаско: свечи зажигания имеют резьбу с уменьшенным шагом, и соответствующую гайку днем с огнем не сыщешь. Поэтому, да простят нас технологические пуристы, свечу пришлось просто приварить. На качестве контакта с массой это, к счастью, не сказалось.
Реактивный двигатель своими руками
Плохой контакт свечи с наконечником -распространенная беда советской мототехники, а вместе с ней и нашего двигателя.
Реактивный двигатель своими руками
Топливный инжектор делается из газовой горелки. Трубка диаметром 3 мм должна входить в трубу на глубину 4 см. Передвигая трубку ближе или дальше от камеры сгорания, можно в небольших пределах регулировать качество топливной смеси.
Реактивный двигатель своими руками
Неправильно Газ зажегся, но стремительного расширения горючей смеси не произошло. Пропан свободно проходит через двигатель, а из выходной трубы вырывается яркое пламя. Зрелищно, но не эффективно.
Реактивный двигатель своими руками
Правильно Интенсивное расширение правильно смешанного воздушно-пропанового коктейля привело к циклическим скачкам давления в камере сгорания, то есть к запуску двигателя. Раскаленный докрасна корпус — признак успеха.
На фотографиях нашего двигателя вы можете заметить две свечи. Дело в том, что классическая схема подразумевает установку свечи на торец камеры сгорания. Но, поступив таким образом, мы не смогли добиться зажигания смеси. По всей видимости, газ застаивался в камере, а подаваемый из компрессора воздух проходил мимо — прямо в выходную трубу.

Мы решили проблему, установив вторую свечу непосредственно на пути смеси в камеру. Этот способ не является классическим, поэтому мы настоятельно рекомендуем вам не ограничиваться им, а попробовать несколько вариантов.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель — универсальный источник тяги для любого транспорта. Он может толкать вперед и гоночный карт, и велосипед, и легкую лодку. Чтобы сэкономить драгоценные килограммы для полезной нагрузки, мы выбрали самый легкий спортивный снаряд — лонгборд.

Будем честны: в реальной жизни поездка на лонгборде с ПуВРД далеко не так зрелищна, как на фотографиях. Расчетная тяга нашего двигателя не дотягивает и до 10 кг, поэтому движется наш ракетный транспорт степенно и величественно, как грузовая баржа.

Зато звучит на все 140 дБ и раскаляется докрасна. Если вам удастся запустить ПуВРД, об этом незамедлительно узнают все в радиусе пары километров.

Так что имейте в виду: поездка на ракетной доске без шлема еще простительна, но запуск двигателя без защитных наушников вы не простите себе никогда.