ШКОЛЬНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЫ НА НТТМ 2011

Александр Владимирович Ефимов,  ЦИАМ

Очередная 11 выставка Научно-технического творчества молодежи НТТМ-2011 проходила на ВВЦ с 28 июня по 2 июля. Как и на всех выставках этой серии, спектр затрагиваемых экспонентами тематик был чрезвычайно широк - от микробиологии и до космических исследований. При этом пытливые умы исследователей из многочисленных молодежных коллективов находили зачастую совершенно неожиданные решения самых, казалось бы, сложных вопросов. В числе прочих были представлены и работы, выполненные совместно школьниками школы "Интеллектуал" и сотрудниками ФГУП ЦИАМ им. П.И. Баранова.

Ярким и интересным получилось исследование Михаилом Андреевичем Щукиным "эффекта Бифельда Брауна". Эта работа отмечена поездкой на конференцию Intell-Science в Лос-Анджелесе. Нужно сразу оговориться, что под видом устройства, работающего на эффекте Бифельда Брауна, вокруг которого зачастую строится много спекулятивных предположений, изучают часто другое - "Рамку Брауна".

К близко расположенным тонкой проволоке и полосе фольги, которые укреплены на рамке, подводится электрическое напряжение более 10000 В (рис. 1). Вокруг тонкой проволоки создаётся большее ионное облако, чем вокруг металлической пластины. Ионные облака имеют разные заряды, поскольку разнозаряжены проволока и фольга. Ионное облако, произведённое проволокой, притягивается к фольге под действием силы Кулона, нейтрализуется об неё и продолжает движение по инерции. Таким образом, создается ионный поток и реактивная сила, противонаправленная ему. Эта сила и поднимает рамку Брауна. Рамка Брауна это проточный воздушно-электрореактивный двигатель.

В Москве, ЦИАМе, в 2010 г. мною был проведён эксперимент доказывающий, что рамке вполне хватает существующей энергии ионного потока, чтобы поднять свой вес. Были проведены замеры скорости истечения воздуха на рамке Брауна (рис. 1). Это было сделано для того, чтобы определить, соответствует ли расчётная реактивная аэроионная сила реальной силе. Если бы расчётная сила оказалась намного меньше реальной, значит остальная сила это "вакуумная сила Брауна". Но - расчётная оказалась приблизительно равна реально измеренной. Что, собственно и ожидалось.

Сила создаваемая на рамке Брауна носит реактивную природу, она возникает в результате разгона ионизированного воздуха, и может употребляться для движения дирижаблей и коррекции орбит низколетящих спутников. Эта сила более всего зависит от напряжения. Она тем больше, чем меньше расстояние между электродами: проволокой и фольгой. Кроме того, установлено, что чем ближе рамка по своей форме к кругу, тем больше сила. Сила возникает только тогда, когда электроды рамки имеют прямое соприкосновение с разгоняемым газом. Расход энергии такого электрореактивного двигателя составляет 1Вт на 1 гс создаваемой тяги. Для сравнения: у самых современный электрореактивных двигателей расход энергии 200 Вт на 1 гс.

Наши школьники продолжают изучение необычных схем двигателей. На выставке представлялась исследовательская работа "Двигатель Лемана", выполненная выпускником школы "Интеллектуал" Василием Егорычем Квитко и Ильей Зайцевым, учеником 8 класса.

Этот двигатель представляет собой колбу с длинной горловиной, примерно наполовину заполненной пористым металлическим наполнителем. На глухой и открытой частях есть незаполненные наполнителем участки. Со стороны открытого участка расположен поршень с шатуном и маховиком, имеющие минимальное трение о цилиндр (эффектнее смотрится "жидкий поршень" - U-образная трубка с водой). На рисунке показана изготовленная нами модель). При резком перемещении поршня внутрь колбы часть воздуха около поршня приходит в движение, и воздух начинает переходить в наполнитель. Последний всегда горячий, так как непрерывно подогревается источником тепла. Понятно, что этот двигатель необходимо "запустить". Для этого нужно или раскрутить маховик, или, в случае с "жидким поршнем", раскачать воду внутри U-образной трубки (дунуть в открытый конец). Со стороны границы открытого конца и пористого наполнителя подводится тепло от горелки или электрической нагревательной спирали, то есть, это устройство можно отнести к двигателям "внешнего сгорания".

Нужно учесть две существенные особенности этого двигателя:
- наполнитель имеет низкую теплопроводность и теплоёмкость,
- мощность источника тепла обычно недостаточна для быстрого нагрева наполнителя. Поэтому горячий воздух будет выдавливаться из прогреваемого наполнителя в его холодную часть и начнёт остывать.

Следовательно, движение поршня в сторону закрытого конца не только не увеличит, а даже уменьшит давление внутри колбы, втягивая поршень. Но скорость движения воздуха будет снижаться, и его часть, попавшая в горячий участок наполнителя, станет прогреваться вследствие малой теплоёмкости металла и большой площади его поверхности. Давление газа будет увеличиваться, и поршень двинется обратно.

При увеличении внутреннего объёма остывший воздух попадёт в горячую часть наполнителя, что первоначально приведёт к росту давления. Но затем горячий газ остынет, а мощности нагревателя не хватит для поддержания постоянной температуры. Давление упадёт, и поршень двинется внутрь. Начнётся новый цикл.

В результате исследования произведены замеры температур и давлений в полостях двигателя. Замеры были произведены благодаря помощи, оказанной сотрудниками ЦИАМ посредством предоставленного фирмой L-Card блока Е-154.

Также "интеллектуальцами" была представлена работа: "Рождественская аэромодельная фиеста 2007-2011". Автором её был записан Михаил Сидоров, хотя работу вел большой коллектив школьников. Этот экспонат отмечен дипломом. Необходимо отметить, что в 2011 г. прошли восьмые, если считать и летне-осенние, соревнования. Кроме этого школьники школы "Интеллектуал" теперь владеют собственным шаром монгольфьером. Шар сшит и оборудован силами школьников, проведены его летные испытания. С результатами можно ознакомиться на интернет-страничке Клуба воздухоплавателей г. Жуковского.

Но наиболее интересной, на наш взгляд, была работа, выполненная коллективом школьников школы "Интеллектуал" под названием: "Народный праздничный календарь и физика". Работу представлял Виктор Кислов, руководители А.В. Ефимов и А.В. Меркушова. Интересен подход к организации школьного праздничного календаря.

Главное, что мы отошли от навязывания обрядовой стороны праздника и во главу угла поставили народную игру и природные и астрономические явления. По нашему мнению, именно упор на обрядовую сторону, а уж тем более "поиск языческих корней" и является главной ошибкой в попытках восстановить бытовавший ранее праздничный цикл. Обращение к языческим обрядам выглядит чрезвычайно странным и более похоже на ролевую игру, но с весьма непредсказуемыми последствиями. Попытка привязаться к православным праздникам приводит к непониманию приверженцев других религий, тем более, неверующей части участников. Обращение же к астрономическому и природному циклу нейтрально и воспринимается всеми участниками естественно.

Например: "Осень сменила Лето, как заметно поменялась природа. День стал равен ночи, смотрите, какие изменения были в такой же день Весной. У нас с вами сегодня самый короткий день (22 декабря), а помните, летом был самый длинный день. И как заметно меняется и каждый раз по-новому раскрывается наша российская природа".

Таким образом, любой школьный коллектив может использовать все разнообразие духовной культуры народов России, абстрагируясь от религиозных воззрений участников и, постепенно набрав опыта по проведению праздников, создать бесконфликтную праздничную среду. В любом случае каждый участник праздничного цикла найдет свое место. Мы выстраивали свой праздничный цикл с 1987 г., постепенно набирая в свою копилку народные игры и исследуя их место в народном праздничном календаре.

Наш ГОУ Школа-интернат "Интеллектуал" довольно молодая школа, поэтому рано говорить о зарождении школьной традиции, но уже четвертый год здесь удается провести полный цикл осенних, зимних и весенних праздников. Разумеется речь идет об основных, выбранных по нашим представлениям, праздниках.

В построении праздников мы использовали материалы музея этнографии, а также материалы собственных экспедиций, проводимых коллективом КДИ-КНТ "Крылатское" в 1987-2000 г. в Спасском, Сапожковском, Шиловском, Пронском районах Рязанской обл. и Зарайском районе Московской обл., и экспедиционные материалы А.В. Маркушовой. Также использовались записи из архива Мансурова РИАМЗ и доступные научно-этнографические и литературные произведения..