Карл Гильзин - Эта удивительная подушка
Возьмите обычный полиэтиленовый пакет-мешочек, расправьте его, если он еще ни разу не был в употреблении. А теперь загните верхнюю часть или попросту попробуйте сложить пакет пополам Не получится! Стенки пакета герметичны (поэтому с ним нельзя играть маленьким детям — если надеть пакет на голову, можно задохнуться), и пойманный внутри воздух раздует пакет. Сожмите посильней, и пакет набухнет, как мускул на согнутой с усилием руке.
Где и как можно использовать это свойство воздушной подушки?
Вам не приходилось видеть резиновую игрушку — прыгающую лягушку? Отчего она скачет? Ее задние лапки — искусственный мускул: стоит подать в них сжатый воздух, как они распрямляются, и лягушка — скок!
Другая из множества игрушечных воздушных подушек — «тещин язык». Подуешь в нее, она вытягивается, становится действительно похожей на длинный язык. Тоже ведь мускул!
Идея искусственного мускула использована в оригинальном конвейере для транспортировки грузов — на нем груз как бы непрерывно «скатывается с горки».
Конвейер представляет собой простой надутый резиновый шланг, точнее, два шланга, поперек которых уложены деревянные пластины. Получается что-то вроде лежащей веревочной лестницы. Когда шланги надуваются, они расправляются, как уже знакомый нам «тещин язык», и толкают вперед стоящую на пластинах тележку с грузом. Вдоль шлангов как бы бежит волна, она так и называется «бегущей». И с гребня волны постоянно скатывается тележка. Действительно, все время с горки…
Идея бегущей волны остроумно использована и в советском изобретении необычного экипажа — спиралехода, способного перемещаться по суше и по воде. В нем обычные колеса с шинами заменены спиральной резиновой трубкой. Если надувать трубку так, чтобы и по ней побежала волна, спиралеход начнет двигаться, тоже все время скатываясь с горки.
А вот еще применение искусственного мускула. У многих людей сидячего труда ослабевает деятельность сердечно-сосудистой системы, отекают ноги, немеют руки. Лучшее лекарство — спорт, ходьба, бег. Но иногда им воспользоваться не удается, и тогда помогает искусственный мускул. В надувные резиновые манжеты, наложенные на бедра и предплечья, компрессор, управляемый электронным устройством, подает сжатый воздух. Не непрерывно, а порциями, импульсами. Манжеты начинают «дышать», имитируя нагрузки при ходьбе. Человек сидит — и «ходит»!
В США разработан специальный костюм с надувными манжетами на ногах — он предназначен для перевозки больных после сердечного приступа. Давление воздуха в манжетах автоматически изменяется в такт с пульсом больного, то есть биением сердца, и ему становится легче. Так иногда удается даже избавиться от операции.
Иногда крошечный надувной шарик помещают на конце пустотелого зонда, который врачи вводят по вене вплоть до сердца больного. Хирург с помощью прибора заставляет шарик то надуваться, то опускаться, и он превращается в своеобразного массажиста для сердца. А ведь обычно для подобного массажа, если он необходим, приходится вскрывать грудную клетку…
А вот опыт: уже несколько часов собака жила с искусственным сердцем — протезом, сокращения которого производились пневматической мышцей — надувной двойной оболочкой, стенкой сердечной сумки…
Однажды наши моряки обнаружили в океане, у берегов Западной Африки, какие-то плавающие на поверхности и вспыхивающие разноцветными огоньками «фонарики». Оказалось, это животное с красивым названием сифонофора физалия обладает коварным свойством: тысячи ее ворсистых присосок впиваются в тело человека, уже через несколько минут вызывая удушье и судороги, а если не принять медицинских мер помощи, то и смерть. Присоски являются органами добычи пищи и вместе с тем защиты от врага.
Но не ради них мы вспомнили о физалии. Нас интересует другое — как она перемещается в океане. Оказывается, с помощью воздушной подушки. У нее имеется надводный гребень, который надувается газом и превращается таким образом в отличный парус.
Не меньшим чудом природы кажется и другое живое существо, на этот раз растение, произрастающее в некоторых тропических странах и получившее странное название «кашляющий цветок». Оказывается, действительно, кашляет, хоть это и представляется невозможным. Когда на цветок попадает земля, то его дыхательные органы раздуваются и сбрасывают землю, издавая при этом слабый звук, похожий на кашель…
Морское животное кальмар более известно. У него есть своя воздушная подушка, своеобразная — стреляющая. Когда кальмар оказывается пойманным, он стреляет тонкой чернильной струей, метров на шесть-семь вверх. Меньше известна другая особенность кальмара. Вытащенный на палубу, он медленно-медленно раздувается, а потом, резко выбросив воздух, скользит по палубе под действием реактивной силы воздушной струи, которая отбрасывает кальмара на несколько метров. А ведь он не такой уж маленький! Иногда кальмары даже выпрыгивают из воды и совершают реактивный полет метров на тридцать-сорок.
Дальность радиосвязи на коротких волнах зависит от высоты антенны. Иногда антенна должна быть передвижной, например, в туристических походах, в экспедициях. Громоздкую высокую антенну с собой не потащишь, а низкая не устроит из-за малой дальности действия. Положение было бы безвыходным, не будь воздушной подушки, которую предложили использовать для этой цели.
За несколько минут из компактного пакета с помощью самого простого воздушного насоса может быть получена надувная антенна высотой в десятки метров. Тонкая высокая прозрачная труба из нескольких слоев синтетической пленки и бумаги имеет снаружи токопроводящее покрытие — оно и есть, собственно, антенна. Иногда вместо покрытия внутри трубы проходит антенный кабель.
Вертикальные надувные трубы могут служить не только антеннами. Советским изобретателем предложены надувные воздушные опоры линий электропередачи для замены обычных громоздких стальных мачт и ферм. Их использование обещает большие выгоды. Может быть надувной и обычная заводская дымовая труба. Смысл в этом большой. Современные трубы заводов или электростанций становятся все более высотными, теперь уже не удивишь трубой и в триста метров. Дело, конечно, не в рекордах. Огромные трубы необходимы, чтобы дым и газы меньше загрязняли атмосферу.
Сооружение высотных труб дело сложное и дорогое. И мысль изобретателя снова обращается к воздушной подушке. Нельзя ли создать высоченную надувную трубу, в которой должен быть сквозной дымоход? Никаких принципиальных трудностей тут нет. Такие легкие, но весьма прочные воздушные трубы могут быть очень высокими.
Воздушная подушка может не только заменить обычную дымовую трубу, но и прийти ей на помощь, которая иной раз оказывается неотложной. У высоких труб есть неприятная болезнь — под воздействием ветра они начинают сильно раскачиваться. Чем выше труба, тем опаснее колебания, они могут полностью разрушить трубу. Представляете катастрофу, когда падают обломки чуть не полукилометровой трубы?
Советские изобретатели предложили обтянуть трубу на значительной части ее высоты надувным обтекателем из тонкой и прочной пленки. Образующаяся воздушная подушка под действием ветра принимает каплевидную, обтекаемую форму и занимает нужное положение. При испытании в аэродинамической трубе модели обтекателя он выдерживал напор ураганного ветра скоростью шестьдесят метров в секунду. Пожалуй, теперь можно сооружать трубы высотой в километр…
Регби на подушке
Созданные химией полимерные пленочные материалы обладают замечательными свойствами, от которых зависят и многие свойства воздушной подушки.
Удалось решить, например, важную проблему транспортировки и хранения приборов и различных точных изделий. Внутрь воздушной подушки с изделием нагнетается сухой воздух, азот или иной инертный газ, а затем оболочка подушки запаивается горячим стержнем. Теперь изделие не только надежно защищено от пыли, влаги, вредных газов, но и может годами храниться в самых неблагоприятных условиях.
Представьте себе огромную камеру, предназначенную для испытаний будущих искусственных спутников Земли и других космических аппаратов. Внутри камеры должно создаваться фантастическое разрежение, близкое к вакууму мирового пространства. Но через различные незаметные щели и неплотности камеры внутрь нее может поступать наружный воздух. Даже при ничтожно малых его количествах все же вакуум будет «испорчен», испытание не состоится.
Поэтому время от времени камеру испытывают, проверяют ее герметичность с помощью воздушной подушки. Полиэтиленовая оболочка герметически закупоривает со всех сторон испытываемую камеру, и под оболочку нагнетают гелий. Очень «скользкий» газ, он проникает через самую ничтожную неплотность. Если внутри камеры гелий так и не появится, значит, все в порядке, камера герметична.
