Юный техник, 2003 № 11

Художник Лена САНКИНА

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

В этом выпуске Патентного бюро рассказываем о безопасном бампере, новом способе получения соляной кислоты, порошковом огнетушителе и о новом способе проветривания карьеров.

Экспертный совет ПБ отметил Почетными дипломами предложения Сергея Шадрина из Челябинской области, Дмитрия Власенко из Москвы, Александра Самборука из Самары и Сергея Ильченкова из Санкт-Петербурга.

БЕЗОПАСНЫЙ БАМПЕР

Вы заметили, наверное, что автомобилей с каждым годом все больше. Число аварий тоже растет. Ежегодно в России в автокатастрофы попадают более 140 тысяч человек, из которых гибнет каждый седьмой. При этом, увы, так и не появились надежные системы безопасности, которые позволяли бы полностью исключать возможность автокатастроф. Нет и надежных систем безопасности, которые позволяли бы спасти жизнь водителя и пассажиров. Все это, наверное, и заставило челябинского школьника Сергея Шадрина заняться их разработками. Что же предлагает Сергей.

Прежде всего — электромагнитный стержень. Устанавливается он на карбюраторе, и в зависимости от условий езды регулируется его длина. При заранее выверенной длине водитель не может полностью открыть заслонку карбюратора и разогнать автомобиль. А для определенных условий езды (сухой асфальт, мягкий или твердый снег и лед) этим стержнем заранее задается максимальная скорость. Эту систему Сергей называет активной.

А в качестве устройства пассивной безопасности он предлагает ударопоглощающий бампер, позволяющий значительно снизить перегрузку в аварийной ситуации.

На передней части бампера (см. рис. 1) помещена эластическая оболочка 1, заполняемая сжатым до 17 атм воздухом.

За ней располагается слой плотной резины 2, а далее — изогнутая стальная лента 3. Как видите, система Шадрина трехуровневая. Пневматическая оболочка принимает на себя первый удар. Сжатый воздух (систему следует рассматривать как множество пневматических насосов) из передней части бампера попадает в преобразователь 5, в котором продольные силы деформации переводятся в поперечные. В результате они действуют на лонжероны 4 шасси автомобиля. При лобовом ударе такая оболочка способна погасить скорость автомашины, движущейся со скоростью до 45 км/ч. Слой упругой резины добавляет к этой скорости еще 10 км/ч.

Третий уровень защиты — самый эффективный. Энергия удара (см. три этапа на рис. 2) сначала сжимает стальную ленту, а потом как бы переламывает ее в нескольких точках. Этот слой способен погасить скорость еще километров на 15… 20.

Как считает Сергей, в случае лобового столкновения на скоростях до 70 км/ч водитель и пассажиры отделаются лишь синяками и шишками.

Рис. 2

ИЗ ОДНОГО — ЧЕТЫРЕ

Такие химические вещества, как натрий, хлор, соляная кислота и гидрооксид натрия, в чистом виде в природе не существуют. Но они крайне важны народному хозяйству. Хлор, в основном, используют для обеззараживания воды, натрий — как отличный теплоноситель, гидрооксид натрия — для производства мыла, а соляную кислоту потребляет химическая промышленность. Сотни тонн этих веществ расходуются в стране. А получают все четыре продукта из обычной поваренной соли путем электролиза раствора. Тысячи киловатт-часов электроэнергии расходуются в сложных установках, технологические процессы в которых не менялись вот уже несколько десятков лет. Но вот нашелся изобретатель — московский школьник Дмитрий Власенко, который увидел в традиционном процессе массу недостатков. Так, в обычных установках при получении гидрооксида натрия применяются ртутные катоды. При электролизе на них оседает натрий, который образует с ртутью амальгаму. Потом ее перекачивают насосом в сосуд с водой, где происходит реакция между натрием и водой с получением гидрооксида натрия. Раз есть насос — значит, нужна и электроэнергия. В установке же Дмитрия Власенко (см. принципиальную схему) ничего перекачивать не нужно, и это позволяет существенно упростить технологический процесс и снизить энергозатраты. Но это еще не все. В своей установке юный изобретатель предлагает использовать энергию, образующуюся в другой части установки, для плавления хлорида натрия. А тепло, выделяющееся при охлаждении расплавленного натрия, использовать для генерирования электрического тока, чтобы частично компенсировать затраты на электролиз.

Как вы уже, наверное, заметили, все рассмотренные процессы происходят в одном блоке, что облегчает его обслуживание и ремонт. Необычна и конструкция установки.