Дэвид Джоунс - Изобретения Дедала
New Scientist, September 30, 1971
Из записной книжки Дедала
Экспериментальный образец «рефрилифа». (Серийная модель будет более привлекательной.)
Ухом к земле
Дедал размышляет о резонансных свойствах Луны, открытых во время полетов космических кораблей «Аполлон». Дедал вспомнил о том, что солдатам, марширующим по мосту, подается команда «сбить ногу» — это предотвращает возможность опасного резонансного раскачивании конструкции ([4], с. 43, 182). Дедал полагает, что подобные меры предосторожности будут не лишни и на Луне. Шутники-ученые уже успели вызвать гнев защитников природы предложением взорвать на Луне ядерный заряд, чтобы исследовать лунные резонансы. Фирма КОШМАР планирует еще более радикальный эксперимент, в ходе которого установленный на Луне молот станет упорно колотить по ее поверхности с частотой, подобранной таким образом, что в конце концов Луна как бокал, резонансно возбуждаемый голосом оперного певца, — разлетится вдребезги. В результате вокруг Земли образуется кольцо, напоминающее кольцо Сатурна, что будет приятно разнообразить наше ночное небо. К счастью, из-за значительного затухания сейсмических волн на поверхности Луны подобная адская машина не будет обладать достаточной разрушительной силой. Однако техника регистрации слабых сейсмических колебаний достигла в наши дни такого совершенства, что Дедал предлагает проект сейсмической системы связи, состоящей из передатчика, возбуждающего колебания земной поверхности, и приемного устройства, включающего датчик (что-то вроде граммофонного звукоснимателя), усилитель и наушники. Использование стандартных принципов частотной и амплитудной модуляции позволит выделить большое число каналов связи, а узкополосные фильтры отсеют посторонние шумы, вызванные землетрясениями и подземными ядерными взрывами. Дальность такой связи принципиально не ограничена, хотя для действительно дальней связи в качестве передатчика придется использовать некое подобие непрерывно модулируемого взрыва. Поэтому Дедал направляет свои усилия на создание системы связи ближнего радиуса действия, он уже разработал конструкцию приемопередающих ботинок, острорезонансные, чувствительные к колебаниям подметки которых соединяются со шлемофоном. Аппарат предполагается даже снабдить звоночком для оповещения о вызове. На Луне, где радиосвязь затруднена из-за отсутствия ионосферы и большой кривизны поверхности, эта система не будет иметь себе равных.
New Scientist, January 8, 1970
Из записной книжки Дедала
Изотропные сейсмические волны, распространяясь в объеме Земли, затухают пропорционально квадрату расстояния. Рэлеевские поверхностные волны, распространяющиеся, подобно морским волнам, вдоль поверхности твердого тела, затухают пропорционально расстоянию в первой степени и поэтому, вероятно, более пригодны для наших целей. (По всей видимости, именно благодаря рэлеевским волнам индеец, припавший ухом к земле, слышит топот коней приближающегося неприятеля.) Скорость распространения поверхностных волн составляет примерно 90 % скорости распространения сдвиговых возмущений (скажем, 3 км/с в граните), так что время прохождения сигнала не слишком велико. Для возбуждения поверхностных волн подметка ботинка должна колебаться наклонно, а не перпендикулярно к поверхности Земли. В качестве передатчика изобретенные Дедалом ботинки обладают немаловажным достоинством: масса и звукопоглощающее свойство человеческого тела способствуют тому, что основная доля энергии колебаний направляется вниз, в землю. Однако их использование в качестве приемника, наверное, будет затруднено наличием скрипа и прочих шумов, исходящих от владельца. Поэтому, быть может, есть смысл использовать для приема трость, соединенную проводом со шлемофоном. Пьезоэлектрическим преобразователям следует отдать предпочтение перед электромагнитными: они легче, проще по конструкции, надежнее и, кроме того, лучше приспособлены для возбуждения поперечных колебаний. Для работы в режиме передачи потребуется надежный источник питания, способный давать высокое напряжение.
Комментарий Дедала
С этим проектом фирма КОШМАР потерпела полное фиаско. Вскоре после появления нашей заметки мне попалась статья К. Икрата и У. Шнайдера «Связь при помощи сейсмических волн с использованием резонансных сейсмопреобразователей на частоте 80 Гц» (IEEE Transactions, COM-16(3), June 1968, p. 439). Сотрудники электронного подразделения армии США, используя электромагнитные преобразователи мощностью 10 и 200 Вт, показали возможность передачи сигналов на расстояние до 1 км. В основном они возбуждали, по-видимому, изотропные сейсмические возмущения; исключение составляют несколько интересных опытов, проведенных на льду озера, в ходе которых удавалось возбудить изгибные моды колебаний льда, распространяющиеся вдоль поверхности с малыми потерями. Иногда, однако, возбуждались также связанные колебания прилегающего слоя воздуха. В одном эксперименте удалось осуществить передачу колебаний льда и воздуха в связанном режиме. «Отчетливо слышимый треск, похожий на шум ломающегося льда, заставил команду ретироваться на берег», — пишут авторы статьи.
По морям, по волнам
Дедал размышляет о судах, представляющих новое поколение водных транспортных средств: глиссерах, судах на подводных крыльях и воздушной подушке. Хотя эти аппараты при движении испытывают гораздо меньшее сопротивление, чем обычные суда, их предельная скорость существенно ограничена (если не считать аппаратов на воздушной подушке). Типичное подводное крыло, подобно водной лыже, представляет собой в профиле дугу окружности, пересекающую поверхность воды; Дедал предлагает достроить эту дугу до полной окружности и получить большое колесо. Благодаря своему профилю такое колесо при движении по воде будет создавать подъемную силу; в то же время, поскольку колесо вращается, сопротивление окажется ничтожно малым. По проекту Дедала, судно устанавливается на четырех больших цилиндрах. Неподвижное судно удерживается на плаву благодаря выталкивающей силе, которую создают частично погруженные цилиндры; при движении же цилиндры выходят из воды. Движителем может служить обычный винт, но можно также снабдить цилиндры небольшими лопастями и вращать их от судового двигателя. Такое судно, подобно аппарату на воздушной подушке, при разгрузке может выходить на берег. Однако, чтобы обеспечить возможность движения в штормовую погоду, цилиндры, по-видимому, придется делать очень большими в диаметре. Из-за этого, вероятно, всему судну придется придать вид гигантского барабана, внутри которого находится двигательная установка и прочее. Можно использовать и нечто вроде гусениц танков, профиль которых следует подобрать таким, чтобы снизить до минимума гидродинамическое сопротивление. Дедал сомневается, удастся ли управлять таким судном при помощи обычного подводного руля, — возможно, при повороте придется притормаживать гусеницы или вращающиеся цилиндры по одному борту. Во всяком случае, такое судно в отличие от судов всех прочих типов не будет обрастать морскими организмами в подводной части: центробежная сила будет сбрасывать этих «прилипал».
New Scientist, March 10, 1966
Комментарий Дедала
Не прошло и года после опубликования этой заметки, как американцы и русские выступили с аналогичными проектами. New Scientist опубликовал сообщения об этих разработках (см. ниже), а также чертежи американского судна (см. рис.), которые вполне могли бы быть взяты из моей записной книжки. Поэтому я хочу напомнить читателю, что мой проект был опубликован раньше.
New Scientist, June 16, 1966, p. 706:
США. БЕГУЩИЙ ПО ВОЛНАМВ мартовском номере журнала New Scientist (29, p. 638) Дедал размышлял о судах, представляющих новое поколение водных транспортных средств, и пришел к мысли, что наилучшим видом водного транспорта будет судно, способное «бежать» по воде. Патент, описанный в обзоре разработок ВМС США, показывает, что Дедал был не так уж далек от истины.
В патенте, выданном Б. Шепарду, сотруднику Военно-морской оружейной лаборатории в Уайт-Оук (шт. Мэриленд), описывается аппарат, движущийся но воде на гусеницах, подобно тому как танк движется по земле. Ширина ленты, приводящей аппарат в движение, равна ширине судна; лента проходит от носа до кормы и опирается на ролики, установленные под днищем.
Когда лента, а стало быть, и судно, движется с небольшой скоростью, корпус судна погружен в воду. Однако с увеличением скорости судно почти или полностью выходит на поверхность воды. Основное достоинство этой конструкции состоит в значительном уменьшении гидродинамического сопротивления при движении с большой скоростью.
