КАК ПЕРЕДАТЬ ЭСТАФЕТУ ДВИЖЕНИЙ?

От двигателя, той части машины, где движение "рождается", его надо "переправить" к рабочему органу, непосредственно выполняющему необходимые нам действия. На старинном лучковом станке этого добивались весьма просто — веревочками. Сейчас их заменяют прочные тросы, например, в подъемных кранах или экскаваторах.

Преобразовать прямолинейное движение во вращательное способен кривошипно-шатунный механизм, употреблявшийся еще в первых паровых машинах. Его действие вы могли наблюдать, если видели работающий, хотя бы игрушечный, паровоз.

Посмотрите, как передается движение от электромотора к игле в швейной машине — там используют ременную передачу, когда два вращающихся вала стягивают упругим ремнем. Подобная связь — "пасик" — применятся и в магнитофонах.

От пружины механических часов к их стрелкам эстафета движения переходит по зубчатым колесикам. Вращая педали велосипеда, вы сообщаете движение заднему колесу благодаря металлической цепи, наброшенной на ведущую и ведомую звездочки.

Передать движение можно трением, как в сцеплении автомобиля, винтом, как в прессе, нагнетанием жидкости, как в гидравлическом механизме бульдозера. Вот сколько видов передач, и это отнюдь не все!

С их помощью меняют направление движения, его скорость, увеличивают или уменьшают развиваемые усилия. Передачи — большая область науки, называемой теорией машин и механизмов.

Все, кто занимался ею, непременно вынуждены были решать проблему, как избежать при передаче движения неизбежных потерь, возникающих из-за трения поверхностей. Одно из самых гениальных изобретений здесь — подшипник. Похожие на него приспособления встречались тысячелетия назад, переоткрывались заново, например, великим Леонардо да Винчи, но по-настоящему вошли в обиход механиков значительно позже.

"Лошадь захромала — командир убит..." Не забыли, к каким печальным последствиям привело в стихотворении С. Маршака отсутствие в кузнице гвоздя? Подшипник также не мелочь, не второстепенная деталь, износившийся подшипник может привести к остановке машины, а то и вовсе к аварии.

Есть, однако, машины, в подшипниках не нуждающиеся...

МНОГО ЛИ У РОБОТА ПРОФЕССИЙ?

Посмотрите, сколько разнообразных движений способна совершить ваша рука! От самых простых, например, забивания молотком гвоздя, до таких тонких, как сборка миниатюрного часового механизма. При этом, заметьте, вращательного движения, которое в основном производится и передается большинством машин, почти не совершается.

Мечта заменить человека, его умелые руки, не только на тяжелых, "черных", а порой и опасных работах, но и на производстве, где нужно высокое мастерство, давно владела умами изобретателей. С первой задачей — освободить от унылого, утомительного, однообразного труда — техника успешно справилась.

В одном из фильмов Чарли Чаплина его герой работает на конвейере, выполняя одну и ту же операцию — закручивание гаек. Даже после окончания работы его руки автоматически продолжают закручивать все, что попадается на пути, даже пуговицы. И вот теперь автоматы (в переводе с греческого — "самодействующие") собирают автомобили на заводских конвейерах, обрабатывают детали на станках, подают сырье на переработку, контролируют работу других устройств и машин.

Действуют, однако, автоматы по программам, составленным и заложенным в них людьми. А вот создать робота — машину, полностью имитирующую действия человека, способную самостоятельно принимать решения в зависимости от изменения внешней обстановки, — оказалось очень непросто.

Во-первых, большинство известных устройств, как говорилось, не годится даже для обеспечения движения "руки" робота. Значит, необходимо разработать новые. Во-вторых, его нужно снабдить датчиками, позволяющими воспринимать и анализировать внешнюю информацию, чтобы затем самому действовать "по обстоятельствам".

Понятно, наверное, почему робототехника потребовала привлечения усилий многих наук, включая физиологию человека, кибернетику, теорию управления. Чем же сегодня могут похвастаться изобретатели?

Одни из самых распространенных ныне роботов — манипуляторы. Работают они не только в цехах, но и способны доставить грунт с других планет, вытащить из космического челнока — "Шаттла" — спутник или, напротив, "убрать" его назад с орбиты, произвести подводные спасательные операции, выйти на ликвидацию аварии, приведшей к распространению радиации...

Когда-то к машинам можно было отнести поговорку "Сила есть — ума не надо". Теперь роботы, наделенные зрением, осязанием, слухом, ломают традиционные представления о машинах. С их появлением наступает следующая технологическая революция. Поэтому с роботами вы еще не раз встретитесь на страницах этой книги. Ну вот буквально на следующей...

Развитие транспорта

Лишь век назад хозяин догадался
Котел, в котором тысячи веков
Варился суп, поставить на колеса
И, вздев хомут,
запрячь его в телегу.

М. Волошин

Почему "хозяину" недоставало таких "двигателей", как вол, лошадь или тот же верблюд, впряженный на рисунке в повозку? Зачем понадобилось ему рисковать, перевозя столь опасное огнедышащее устройство? Стоила ли овчинка выделки?

Вся история развития транспорта подводит к очевидному ответу: стоило. И древние изобретения, и современные идеи направлены на то, чтобы облегчить перемещение людей и грузов, сделать его более быстрым, надежным, экономным и комфортным. Ради этого порой приходилось идти и на немалый, вполне реальный риск.

Купцу требовалось быстрее отправить скоропортящийся товар, промышленнику переправить топливо от места добычи к фабрике, почта стремилась не "мариновать" срочные сообщения...

А сегодня? Представьте, как бы вы добирались до школы, а ваши родители — до работы, не будь автомобилей, электричек, метро. Бизнесмен спешит на важную встречу, ученый — на конференцию, спортсмен — на соревнования, космонавт — на орбиту... Скорее — на поезд, в самолет, в ракету!

Первое кругосветное плавание Магеллана заняло больше двух лет. Прошло почти четыре с половиной столетия, и в космос поднялся человек. Один оборот космического корабля с Юрием Гагариным вокруг Земли был сделан всего лишь за полтора часа! Прикиньте, во сколько раз выросла быстрота перемещения.

Начиналась же борьба за скорость и грузоподъемность в далекие времена. Приручая животных, человек использовал их и как средство транспорта.

А какую революцию в транспорте произвело появление колеса — этого символа движения! Считается, что впервые колесные повозки покатились в долинах Куры и Аракса на Кавказе. Но вполне вероятно, что колесо было изобретено независимо в разных районах Азии и Европы примерно в одно время — около трех-четырех тысяч лет до новой эры.

До сих пор это вращающееся техническое достижение вовсю эксплуатируется на наземном транспорте — поглядите, где его только нет! Кажется, такая очевидная вещь, как без нее вообще обойтись? Ведь катить-то — не тащить! Но придумать колесо, видимо, было не столь просто — так, высокоразвитые цивилизации ацтеков и майя в Америке просуществовали без колесного транспорта.

Многократно выросли возможности колеса, соединенного с тепловым двигателем. Такое сочетание обеспечило прогресс транспорта в последние два столетия. Но вот совсем недавно выяснилось, что колесо становится... тормозом для дальнейшего роста скоростей. XX век преподнес еще один сюрприз: во многих случаях новому транспорту колесо вовсе не нужно. Все зависит от того, что и в чем мы намерены перемещать...

Вернуться в раздел: Энциклопедия Науки и техники

Обсудить эту статью на нашем форуме >>>

§ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ - НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ, ИЗОБРЕТЕНИЯ, ДОСТИЖЕНИЯ

Ключевые слова этой страницы: энциклопедия, научные, открытия, изобретения, достижения.

Скачать zip-архив: Энциклопедия - Научные открытия, изобретения, достижения - zip. Скачать mp3: Энциклопедия - Научные открытия, изобретения, достижения - mp3.