Юный техник, 1956 № 04 - [2]
Есть и еще один случай, когда неотвратимо требуется применение автоматов. Это вредные и опасные производства.
Вот примеры. При изготовлении самых безобидных красителей для текстильной промышленности промежуточные продукты могут оказаться ядовитыми или взрывоопасными. Не менее опасными являются и многие процессы, связанные с получением и применением радиоактивных веществ: урана, тория, плутония, радия и т. д.
Наиболее опасные операции во всех этих производствах целесообразно поручать автоматически действующим и управляемым на расстоянии машинам и механизмам. Меньше вероятности, что произойдет ошибка. И меньше урон, если она все же случится. Ведь самое ценное — это человеческая жизнь.
А вот и еще случай, когда автоматика необходима.
Весь наш земной шар окружает толстая газовая оболочка — атмосфера. Она простирается на высоту свыше тысячи километров. В толще этой газовой оболочки полыхают разноцветные ленты полярных сияний и родятся грозы; в ней дуют ветры, густеют и растаивают облака. От происходящих в ней процессов зависит и радиосвязь между материками, и урожай на полях, и полноводность рек, на которых стоят гидроэлектростанции, и условия работы морского и воздушного транспорта. Как важно знать все, что происходит в различных слоях атмосферы Земли! Помочь в этом могут высотные ракеты.
Еще ни разу в полет на ракете не отправлялся человек — слишком опасен этот полет, мало еще усовершенствована ракета. В заоблачные дали ионосферы отправляют сейчас на ракетах автоматические приборы. Они измеряют и записывают температуру окружающего воздуха, его давление, интенсивность, и состав солнечных лучей, и целый ряд других величин. Когда ракета начинает снижаться, автоматы отделяют кабинку с приборами от самого корпуса ракеты, и они на парашюте медленно опускаются на Землю. Ученые расшифровывают записи автоматов и узнают все так же, как если бы они сами сидели в ракете и производили все измерения. Наступит и такое время, когда в полет на Марс или на Луну отправится ракета, весь «экипаж» которой будет состоять из автоматически действующих и управляемых на расстоянии машин, — ракета-автомат.
Значит, и тогда, когда присутствие человека у работающей машины невозможно или опасно для него, целесообразно применение автоматики.
Кто ведет самолет?
И. Леонидов
Рис. М. Аверьянова
Командир воздушного корабля внимательно осмотрел приборы, что-то включил на приборной доске — и вдруг встал, бросив штурвал и педали. Он стоял, рассматривая вместе со вторым пилотом карту, а перед их креслами слегка шевелились педали и штурвалы, словно невидимка вел тяжелую машину. Имя этому невидимке — автопилот.
Как же работает автопилот?
Задача летчика — точно выдержать высоту, курс и скорость полета. Но ведь это тяжелый, однообразный и утомительный труд: много часов подряд вести самолет в горизонтальном полете. И этот труд человек передал в руки чудесному волчку.
«Почему волчку?» — спросите вы.
Да потому, что «сердцем» автопилота является гироскоп. Конечно, вам известно замечательное свойство гироскопа: если придать быстрое вращение его ротору, то ось ротора будет стремиться сохранять одно и то же положение в пространстве, несмотря ни на какие силы, действующие на него извне.
Возьмите за концы оси снятое с велосипеда колесо и быстро раскружите его. А затем попробуйте изменить положение оси. Вам это едва ли удастся: колесо стало подобным ротору гироскопа.
Теперь представьте себе, что мы закрепили концы оси небольшого ротора в металлической рамке, а эту рамку поместили в другую, в которой она может вращаться. Получился гироскоп, как говорят, с тремя степенями свободы.
Если ось ротора поставить параллельно земле, а потом раскрутить ротор до скорости 10–12 тыс. об, мин, мы получим… линию горизонта. Правда, ее будет изображать ось ротора. Но к оси можно присоединить планочку и поместить перед летчиком. Такое устройство называется авиагоризонтом. В каких бы условиях ни находился самолет, черта авиагоризонта всегда точно покажет линию земного горизонта. А самолетик, укрепленный перед чертой, но связанный не с гироскопом, а с самолетом, будет, как и самолет, перемещаться относительно авиагоризонта.
Представим другое. Ось гироскопа направили точно по магнитному меридиану Земли с севера на юг и снова раскрутили до огромной скорости ротор. Теперь гироскоп будет точно показывать линию север — юг, то-есть превратится в идеальный компас. Так, в принципе, устроен гирокомпас. Эти-то два прибора и являются чувствительными элементами автопилота. Посредством специальных устройств они воздействуют на рули и управляют самолетом.
Вот как, например, работает автомат курса, который обеспечивает сохранение самолетом направления полета. На стальной трос, соединяющий руль поворота самолета с педалями летчика, надет цилиндрик, в который входит поршенек, неподвижно связанный с тросом. К правой и левой сторонам цилиндрика присоединены маслопроводы, которые другим концом входят в золотниковое распределительное устройство. Весь этот механизм называется рулевой машиной. Золотник связан тягой с металлической коробочкой, перегороженной пополам упругой металлической мембраной.
