2000 №3

До нескольких десятков метров вглубь удается видеть при помощи нового прибора, разработанного на одном из московских конверсионных предприятий. Этот прибор — георадар «Грот» — представляет собой переносной радиолокатор, смонтированный на раме с двумя «лыжинами» — антеннами. Передняя «лыжина» — это передающая антенна, на которой укреплен передатчик, а задняя — приемная, и на ней установлен антенный усилитель, соединенный кабелем с приемником радиолокатора. Сам приемник на раму не крепится, а надевается оператором на шею — с тем, чтобы он мог непосредственно наблюдать за результатами измерений на экране приемника. Малые габариты и небольшой вес прибора, в совокупности не превышающий 10 кг, позволяют производить все эти измерения одному человеку.

По мнению разработчиков, георадар «Грот» станет незаменимым помощником строителям и в частности дорожникам. Ведь с его помощью можно определять состояние дорог, исследовать толщину насыпи и ее структуру, наличие подземных пустот и уровень грунтовых вод.

Использование этого прибора дает возможность определять состояние туннелей и фундаментов, мостов и опор, обнаруживать пустоты, карстовые полости и тектонические нарушения. Он позволяет наблюдать расположенные под землей любые виды металлических и неметаллических коммуникаций (кабели, трубы), фундаменты и траншеи, а также границы раздела разных геологических слоев. «Грот» может быть полезен и при поиске любых захороненных в земле предметов и объектов, включая экологически вредные отходы, а также при определении загрязненных почв.

Все полученные радиолокационные профили изображаются на жидкокристаллическом экране прибора в темпе проводимых измерений. А результаты этих измерений заносятся в собственную память прибора объемом 4 мегабайта и при необходимости могут перезаписываться во внешний компьютер для дальнейшей обработки.

ГИПОТЕЗЫ, ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ, ДОГАДКИ

Подобие летающих существ и машин

Кандидат технических наук В. РАЙОК.

Малое с великим схоже,

Хоть и разнится на вид.

И. В. Гёте.

Несведущему человеку кажутся очень похожими полеты ласточек и истребителей, стрекоз и вертолетов, орлов и дельтапланов, но специалисты серьезным их анализом почти не занимаются. А если почему-то и сравнивают полеты летающих существ и машин, то, как правило, лишь подчеркивают принципиальные различия да иногда цитируют известные слова Н. Е. Жуковского: «Человек полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума».

Между тем работы «отцов» воздухоплавания — Н. Е. Жуковского и Отто Лилиенталя — начинались как раз с исследований птичьего полета: с изучения того, как возникает подъемная сила планирующего крыла. Результатом именно таких исследований стали теоретически найденные в 1904 году оптимальные профили крыльев — близкие к птичьим.

У этих профилей (их называют профилями Жуковского) соотношение подъемной силы и силы лобового сопротивления максимально, а сама сила лобового сопротивления достаточно мала. Они и в самом деле идеальны, но лишь при тех относительно небольших скоростях (несколько десятков метров в секунду), которые свойственны птицам, и отнюдь не оптимальны для летающих со скоростью звука современных самолетов. Что же касается насекомых, то их крылья и вовсе плоские, да и бывает их к тому же нередко не два, а четыре.

Весьма разнятся у летающих объектов и размеры крыльев. У одних только насекомых они могут различаться в 1000 раз. К примеру, у бабочек некоторых видов шелкопряда размах крыльев — 25 см, у тли — около 2 мм, а самые мелкие летающие насекомые (жуки перистокрылки и наездники-яйцееды) вообще практически невидимы: длина их тела не достигает 0,25 мм. Примерно во столько же крат могут различаться в размерах и крылья птиц (от колибри до грифа), и крылья разных самолетов. Разница же в размерах самых мелких летающих насекомых и самых крупных самолетов вообще достигает сотен тысяч раз.

При таком разбросе масштабов вполне возможен эффект перехода количества в качество: зависимости, справедливые для малых летающих объектов, могут оказаться совершенно непригодными для больших. И весьма вероятно, что именно потому не было до сих пор серьезных попыток поиска единых критериев подобия для всех летающих объектов тяжелее воздуха.

И все же что-то общее у всех этих объектов есть. Во-первых, вес, а во-вторых, обязательное наличие каких-нибудь крыльев, которые можно характеризовать размахом или площадью или и тем и другим. И если пытаться ввести для летающих объектов какой-то критерий подобия, то он непременно должен включать эти характеристики.

Может, в частности, служить таким относительным и безразмерным критерием некая «приведенная парусность»

К = (S)^1/2 / (G/γ)^1/3,

где S — площадь крыльев (без учета хвостового оперения, которого может и не быть), G — вес, γ = 1 г/см³ — плотность воды.