Журнал «Вокруг Света» №03 за 2009 год - Вокруг Света

Александр Аверьянов

Свет в конце туннеля

Залы автосалона в Лос-Анджелесе, состоявшегося в разгар кризиса, поражали световыми контрастами: стенд Chrysler, например, тонул во мраке, погасив софиты, зато расположившийся напротив Mitsubishi переливался яркими огнями. Но если ближайшее будущее американских автопроизводителей и казалось мрачным, то в конце туннеля, датированного 2025 годом, сияли светом неуемной фантазии прожекты автодизайнеров, в очередной раз представивших свои проекты на конкурс Design Challenge

На этот раз главной темой конкурса стал автомотоспорт — вещь весьма и весьма затратная, стоит только посмотреть на бюджеты команд «Формулы-1». Но ведь художник не связан финансами, разве что вместо холста, красок и кистей ему теперь нужен компьютер. Остальное — творческая фантазия, или, как модно теперь говорить, креатив. Итак, давайте на минутку отбросим все практические соображения вроде наличия и стоимости топлива, конструкционных материалов, да и просто рамок, установленных законами физики. Кто его знает, что там откроют «яйцеголовые» через 17 лет? Вон, говорят, коллайдер вот-вот окончательно запустят, теорию квантовой гравитации проверят, все секреты природы прозреют насквозь и такого напридумывают, что нам и не снилось. Так что будем считать, что все необходимое для постройки невообразимых машин у нас уже есть, и хочется лишь тихих экологически чистых гонок и ралли. Что ж, все эти проекты весьма любопытны и внушают оптимизм. Вот только почему для их реализации отпущены лишь 17 лет? Помнится, в прошлом году дизайнеры заглянули куда дальше во времени, на целых полвека. Наверное, всем уже очень хочется, чтобы свет в конце туннеля забрезжил поскорее.

Создателей Toyota Le Mans Racer явно вдохновили самолеты с их переменной стреловидностью крыла и полетом по приборам. Автомобиль может трансформироваться из High Speed Mode с наименьшим лобовым сопротивлением в Cornering Mode — с широкой колеей. В первом случае на прямых можно разгоняться до 560 км/ч, во втором — проходить крутые повороты. Поскольку гонки длятся сутки и при любой погоде, пилоту не всегда будет хорошо видна дорога. А потому — долой окна! Вместо них виртуальная реальность на экранах мониторов, созданная радарами и инфракрасной системой. Никаких пит-стопов — экономичные топливные элементы и солнечные батареи обеспечивают суточный запас энергии. А в случае поломки она будет оперативно и на ходу устранена бортовым роботом.

Mercedes Formula Zero Racer будет участвовать в гонках нового типа: каждая команда получит на старте равное количество энергии. А на финише победит тот, кто наилучшим образом ею распорядится. Но можно немного и схитрить, использовав даровые источники: солнце и ветер. Для этого идеально обтекаемый кузов покрыт фотоэлементами, а сзади установлен жесткий вертикальный плавник-парус. Привод тут полный, электромоторы расположены прямо в колесах. Сами гонки будут проходить либо в пустынях, либо на специальных трассах, полотно которых будет… прозрачным, чтобы зрители могли любоваться происходящим, в том числе и снизу.

Honda Great Race 2025 не зря так названа. «Большие гонки» станут не просто большими, а кругосветными. «Вокруг света за 24 часа» — вот такой у них примерно будет девиз. При этом машине придется не только и не столько ехать по дорогам (через США), сколько плыть по воде (в Азии) и лететь по воздуху (над плотно застроенной Европой). Переходя от одного режима к другому, Honda будет трансформироваться, прижимая и разводя в стороны «руки-колеса», они же «руки-крылья». Между прочим, если поделить длину экватора на 24 часа, получится средняя скорость около 1700 км/ч. Стало быть, машинка-то у дизайнеров получилась сверхзвуковая.

Mitsubishi MMR25 не нужны ни гоночные трассы, ни дороги: оффроуд его стихия. Колес у него вроде бы четыре, но каждое состоит, в свою очередь, из восьми с индивидуальными электромоторами. Авторы назвали свою идею «колесной формулой 8х4» и все ради того, чтобы машина могла ездить хоть вперед, хоть вбок, хоть назад, хоть по диагонали. Спойлеры настраиваются с помощью металлических сплавов с памятью формы, да и сама крыша может выгибаться подобно спине кошки. Такой вот краб для гонок в экваториальных пустынях и полярных снегах.

Volkswagen Bio Runner предназначен для ралли по пустыне Baja 1000. Одна заправка, один пилот и двойной турбомотор, раскручивающийся до невообразимых 500 000 об/мин. Вместо сиденья — мотоциклетное седло, вместо баранки — мотоциклетный руль, вместо окон — экраны мониторов. А вот картинку на них передает крупный беспилотный вертолет-дрон, летящий впереди и способный также выполнить роль эвакуатора. Да, а почему Bio? Все очень просто: топливо в турбины синтезировано из биомассы, сиречь органических отходов.

Не знаем как в гонках, но в конкурсе проект Mazda Kaan взял главный приз. Этот болид предназначен для «Формулы-Е1», которая сменит через 17 лет нынешнюю «Формулу-1». Как вы, вероятно, догадались по названию, речь вновь об электротяге. Но на сей раз источник энергии неиссякаемый: ток к электромоторам подается прямо с дороги, покрытой токопроводящим полимером. Максимальная скорость может достигать 400 км/ч, причем каждая команда будет состоять из группы в 30 машин — идущий впереди лидер создаст аэродинамическую тень следующему и так далее. Победит та команда, которой удастся выдерживать минимальный интервал между машинами, обеспечив себе таким образом пониженное сопротивление воздуха.

Что же может быть чище водородных технологий. Поэтому именно он, водород, и «плещется» в баллонах-термосах болида BMW Hydrogen Powered Salt Flat Racer. Образующийся при сгорании водяной пар направляется прямо в бортовой аквариум с золотыми рыбками. Если «выхлоп» чист, им ничего не грозит. Всплыли вверх брюхом — участнику грозит дисквалификация за «допинг» в виде посторонних примесей в топливе (а заодно — иск за жестокое обращение с животными, в будущем с этим будет строго). Когда-то так же поступали шахтеры, бравшие в забой канарейку, чувствительную к метану (от высокой концентрации газа птица просто умирала). Вообще же в конструкции по максимуму использовано вторсырье: например, решетка радиатора сделана из старых колес.

Алексей Воробьев-Обухов

Прилив сил

Дамба первой в мире приливной электростанции в устье реки Ранс. Франция. Фото:  SPL/EAST NEWS

Когда Парижская Академия наук отказалась рассматривать проекты вечных двигателей, формально она была совершенно права. Вечных двигателей не существует. Но есть почти вечные. По сути, вся наша Вселенная — огромный perpetuum mobile, который работает вот уже более 13 миллиардов лет и пока не собирается останавливаться. Надо просто суметь им воспользоваться. 

В некоем научном трактате начала прошлого тысячелетия безымянный автор описал замечательный вариант вечного двигателя. Изобретатель предложил собрать крепкий шест, достаточно длинный для того, чтобы дотянуться до Луны . Его наземный конец он соединил с шатунным механизмом и возвратной пружиной. По замыслу изобретателя Луна должна была с помощью шеста приводить шестерни механизма в движение, а в ту пору, когда ночное светило уходило «за Землю», пружина возвращала шест в исходное положение, где он дожидался нового прихода земного спутника. Нам неизвестно, пытался ли древний изобретатель воплотить свой аппарат в жизнь, но, вероятно, он сильно удивился бы, узнав, что предложенный им достаточно длинный шест давно существует и работает. И не один, а целых два — второй связывает нас с Солнцем. Шесты эти мы называем гравитацией. Правда, шестерни они не вращают, но дважды в день вызывают изменения уровня воды в больших водоемах. То, что изменение уровня воды в океане зависит от движения по небу основных светил — Луны и Солнца, отмечал еще в IV веке до Рождества Христова греческий купец и географ Пифей — тот самый, что первым описал полярный день, северное сияние и вечные льды. В самом начале нашей эры его наблюдения развил в своих трудах учитель Цицерона — Посидоний, полагавший, что эти светила обладают особым полумагическим притяжением наподобие магнита. Но вскоре труды Посидония были надолго забыты, и первые приливные мельницы строились без их учета.

Небесные тягачи

Научная теория приливов появилась в 1687 году, и создал ее основоположник теории всемирного тяготения Исаак Ньютон. Основными «виновниками», как люди верно догадывались, оказались Луна и Солнце. Своим притяжением каждое из светил стремится вытянуть Землю. Это связано с тем, что гравитация быстро убывает с расстоянием. Из-за этого Луна притягивает ближнюю часть нашей планеты на 6,5% сильнее, чем дальнюю. Под действием этой разности сил Земля давно бы стала похожа на дыню, если бы не вращение, которое все время подставляет Луне другой бок, едва только начинает развиваться деформация. В результате по нашей планете, чуть отставая от Луны, постоянно бегут две приливные волны. В твердом веществе их амплитуда составляет около полуметра. Вода более подвижна, но и ее подъем в открытом море не превышает метра. С приближением к суше высота морской приливной волны многократно увеличивается. Наиболее интенсивным рост этот оказывается в узких местах побережий — в проливах, сужающихся заливах, устьях рек. Доходит до того, что некоторые реки во время мощных приливов меняют направление течения на противоположное. На Северной Двине замедление течения во время приливов отмечается за 200 километров от устья, а на Амазонке — за 1400. В узком речном русле прилив может создавать высокую, до 5 метров, волну, движущуюся против течения со скоростью 7 м/с. В Бразилии ее называют порока, во Франции — маскаре, в Британии — бор. В дни особенно сильных приливов порока проходит по Амазонке до 300 километров — у побережья уже давно начался отлив, а волна все еще идет вверх по реке. Солнце тоже порождает пару приливных волн, но они заметно слабее лунных. Дело в том, что размеры Земли весьма незначительны в сравнении с расстоянием до Солнца, так что перепад силы его притяжения на ближнем и дальнем краях земного шара составляет менее 0,02%. Однако солнечная гравитация на два порядка сильнее лунной, и поэтому приливы, вызванные Солнцем, уступают лунным не в сотни, а только в 2,5 раза. Когда лунная и солнечная волны накладываются и усиливают друг друга, случаются особенно высокие приливы. Их называют сизигийными, поскольку происходит это в дни сизигий — новолуний и полнолуний. Прямая противоположность им — приливы, происходящие в моменты квадратур (первой и последней четвертей Луны). В такие дни Луна и Солнце располагаются по отношению к Земле под прямым углом и ослабляют приливное влияние друг друга. В результате вода во время сизигийных приливов может подниматься в 2—3 раза выше, чем во время квадратурных. Высота прилива в некоторых местах действительно впечатляет. Например, в Гранвиле ( Франция ) перепад уровня воды достигает 14,7 метра, в устье реки Северн (Бристольский залив, Англия) доходит до 16,3 метра, а в районе залива Фанди (атлантическое побережье Канады ) — почти до 20 метров (высота семиэтажного дома). Но есть и такие места, где приливы почти не ощущаются. Скажем, в районе Трапезунда (Черное море, Турция ) вода поднимается всего на 8 сантиметров, а в Финском заливе амплитуда прилива редко превосходит 4—5 сантиметров. Приливные волны бегут по поверхности Земли навстречу вращению, постепенно его замедляя. Постоянные потери вращательной энергии нашей планеты составляют около 2 тераватт — как раз столько электроэнергии потребляет сегодня все человечество. Но масса Земли столь велика, что это приводит к удлинению суток всего на 2 миллисекунды за столетие. Небольшая часть этой энергии идет на постепенное повышение лунной орбиты, радиус которой растет примерно на 3 сантиметра в год, а остальное растрачивается на внутреннее трение в горных породах и, главным образом, в водных массах. В далеком будущем, через миллиарды лет, вращение Земли синхронизируется с Луной. Сутки тогда сравняются с лунным месяцем, а приливы, по крайней мере лунные, прекратятся.