|
||||
|
|
|
Импульсный корабль
Помните, как герои романа Жюля Верна «С Земли на Луну» вылетели в свое космическое путешествие в пушечном ядре? У них в момент вылета из жерла гигантской пушки была скорость 16 километров в секунду, но разгон проходил на участке ствола пушки длиной 210 метров. Известный популяризатор науки Я. И. Перельман подсчитал, что наращивание скорости от 0 до 16 километров в секунду на таком участке пути оказалось бы гибельным для экипажа снаряда. Конечно, многое мы прощаем фантастам, ведь без некоторых допущений и условностей не могло бы существовать ни одно научно-фантастическое произведение. Но действительность порою превосходит фантастику. Герои Жюля Верна только облетели вокруг Луны, а наши современники — американские астронавты — побывали на Луне. Правда, они летали не в пушечном ядре и не из пушки, а в ракете, которая могла обеспечить им благополучный взлет и с Земли и с Луны.
Когда-то существовала занимательная игрушка — импульсная лодочка. Передвигалась она толчками. Толчки следовали один за другим, лодочка двигалась все быстрее и быстрее, пока сопротивление воды и сила, приводящая ее в движение, не уравновешивались. Тогда лодочка продолжала движение с постоянной скоростью.
Что же ее двигало? Лодочка была металлическая, длиной примерно 12—15 сантиметров. Внутри у кормы находился маленький плоский паровой котел, сделанный из латуни. От котла в корму шла трубка, тоже из латуни. Когда лодочка находилась на воде, конец выходящей из кормы трубки был под водой. В котел предварительно через эту трубку пипеткой заливалась вода, под котел подклады-валась ватка, смоченная денатурированным спиртом, и поджигалась. Лодочка опускалась на воду. Вода в котле быстро закипала, и она вместе с паром вылетала струйкой через трубку в воду. Происходил реактивный толчок, и лодочка двигалась вперед. Но после выхлопа в котле сразу образовывалась пустота, и вода, по которой плыла лодочка, моментально заполняла котел. Огонь продолжал гореть, котел был достаточно горяч, новая порция воды быстро закипала и вылетала из трубки наружу. Новый толчок вперед, новый набор воды в котел, и так продолжалось до тех пор, пока горел огонь.
Игрушка очень занятная, она напоминает многоступенчатую ракету, и если бы не сопротивление, оказываемое водой, ее можно было бы разогнать до большой скорости.
Мы с вами можем сделать упрощенную модель этой лодочки.
Возьмите толстый металлический баллончик от шариковой ручки. Выньте пластмассовую пробку из его конца и плоскогубцами вытащите маленький патрубок с шариком. Затем удалите ваткой, смоченной в спирте или одеколоне, остатки пасты. Когда баллончик будет чистым, отрежьте ножовкой или напильником от утолщенного конца кусочек длиной 3 сантиметра. У оставшейся части сожмите плоскогубцами толстый конец и, захватив полоску шириной 3 миллиметра, загните ее раза два, а затем плотно сожмите плоскогубцами.
В результате у вас получится заглушенная с одной стороны, у толстого конца, трубка длиною 5 сантиметров. Ее узкий участок имеет длину 1,8 сантиметра.
Возьмите крышку от жестяной банки, например из-под кофе. Немного разогните в одном месте ее край и пробейте отверстие такой величины, чтобы в него плотно вошел тонкий конец бывшего баллончика. Если он входит недостаточно туго, надо его закрепить в наклонном положении тонкой проволокой, чтобы он не мог выдвигаться из отверстия.
Когда крышечка плавает на воде, тонкий конец трубки должен быть погружен в воду. Теперь нам нужно залить в «котел» воду и подложить под него ватку, смоченную в керосине. Керосин, когда горит, очень коптит, поэтому его можно применять только на открытом воздухе.
Залить воду надо так: подберите пипетку, чтобы она входила в узенький конец трубки, наполняйте ее водой и с силой впрыскивайте воду в трубку. Есть и другой способ наполнения «котла»: нагрейте его хорошо на спичке и сразу опустите в воду; нагретый воздух внутри «котла» остынет, уменьшится в объеме, в него войдет вода.
Для нашей «навигации» используйте большой таз, корыто или ванну. Когда пламя смоченной в керосине ватки хорошо нагреет «котел», вода в нем закипит, и наш «корабль» двинется в путь. Его путь будет по кругу, потому что свешивающаяся с крышечки трубка играет ту же роль, какую играет весло, когда оно опущено в воду для поворота лодки. Кроме того, выхлопная трубка наверняка расположена не строго по центру крышечки. Все это, вместе взятое, и заставит наш «корабль» двигаться не по прямой линии. Частота выхлопов будет не очень большая, но вполне достаточная для движения нашего «корабля». Он будет двигаться, пока горит огонь.
