Матрёшка
Нашу планету в будущем, в связи с глобальным потеплением,
ждут большие неприятности. Уровень мирового океана будет постепенно подниматься
и затопит большую часть суши. В связи с этим, человечеству придётся делать
выбор – погибнуть в бсконечных войнах за территорию или вернуться в техническом развитии на несколько веков
назад! Но, поскольку ни то, ни другое
нам не по душе, - скорее всего мы совершим новый виток в освоении всех трёх
стихий – земли, воды и небес! Некоторые варианты технических решений я хочу уже
сейчас предложить на ваш суд. Это персональное средство передвижения под водой
и в воздухе. Я назвал его «Матрёшка».
Она предназначена для решения вопроса индивидуального
перемещения из подводного мира на сушу и обратно, а так же для не дальних полётов над поверхностью
океана. Она рассчитана на небольшие
глубины. Время нахождения в ней, так же ограниченно объёмом внутреннего воздуха
(если не позаботиться об этом заранее)! Конструктивно аппарат напоминает форму
тюленя из органического стела, силикона, стеклопластика и других композиционных
материалов. Передние ласты для кистей рук (жесткие рули и одновременно перчатки
из эластичного силикона), они же дают возможность удлинить (высунуть наружу,
или спрятать вообще) при необходимости руки. Задние – докаленные сапоги из
такого же силикона с жесткой подошвой воедино литые с корпусом. Переход от
жесткого корпуса до эластичной части сапог постепенный. Применение ласты
возможно, но с задним положением, как у выдры хвост. Можно сделать в местах
постановки ног углубление (карман). В положении для ходьбы – ласта принимает
горизонтальное положение сзади. А при плавательном положении ноги ставятся в
карман и ласта становится рулём и гребным веслом. На задней части (в районе
пояса), два рядом движителя в виде роторного насоса (труба со шнеком в продольном
направлении). Привод движителя осуществляется механически через простейший
редуктор и педальную передачу кривошипом на малой амплитуде, спрятанный в
кармане ласты. Педали приводятся в движение стопами ног. Они представляют собой
коленчатый вал, оси вращения их вписанные в корпус ласты и кили, в которых
происходит передача вращения на шатуны. Далее, через такую же передачу движение
передаётся на ось вращения движителя. Все оси вращения вставляются во втулки,
выполненные из фторопласта! Один гребной
барабан вращается в одну сторону, следующий за ним в другую, дополнительно
разгоняет поток выбрасываемой струи воды. Сразу отпадёт надобность в двух валах
и редукторах, поскольку не нужно изменять направление оси вращения! А редукцию
(повышение оборотов вала) можно решить прямо на маховике коленчатого вала,
сделав его шестернёй! При необходимости, ласта, совместно с килями –
обтекателями может служить табуретом, на который можно присесть, опереться при
работе, как на дне, так и на суше, сняв верхнюю половину аппарата! Аппарат
конструктивно состоит из двух половинок. Возможен вариант совершенно без
движителей, чисто по тюленьи! Но тогда появляется смысл сделать ранцевый
движитель, который можно было бы пристегнуть, как к любому аппарату, так и к
аквалангисту. Стыкуются две половины аппарата на уровне пупка пассажира в
герметическом желобе из силикона и фиксируются четырьмя простыми плоскими,
поворотными, эксцентриковыми замками изнутри. Запас воздуха можно увеличить,
прихватив с собой внутрь маленький баллончик со сжатым газом. Но тогда придётся
предусмотреть и открывать клапан избыточного давления. Для перемещений в таком
аппарате минут на 5 достаточно собственного внутреннего объёма воздуха, тем
более, что просто под водой многие могут не дышать до двух минут, а с запасом
воздуха это время можно удвоить. Особая ценность этой идеи в том, что человек
может надеть на себя аппарат за пять секунд самостоятельно (так же быстро
снять) и не требуется ни какой его заправки или обслуживания. К тому же полная
герметичность обеспечивает вход и выход из воды в любое время года и погодных
условий абсолютно сухим и одетым в любую одежду! Важно лишь, что бы размер
соответствовал! Движения не сковывает давление воды, а значит внутри можно
поворачиваться на сколько позволят сапоги, а поэтому передвигаться в нем удобно
и комфортно! Все органы управления перемещением располагаются с наружи
аппарата. Руки можно выставлять, как полностью, так и одни кисти. Можно вообще
спрятать их внутрь! Конструкция гофрированных перчаток позволяет легко их
одевать, поскольку их форма достаточно жесткая и частично фиксированная.
Возможна и другая компоновка движителей. Например, можно установить сразу два
насосных клапанных толкателя по бокам и приводить их в движение как
одновременно, так и отдельно, либо использовать их как дополнительные
управляющие устройства с возможностью изменения направления реактивной струи. В
таком аппарате можно будет передвигаться как в горизонтальном, так и в
вертикальном положении. Все наружные детали помещены в отдельный (заедино
вылитый) отсек обтекаемой формы, не создающий препятствий при выходе на сушу
по-рыбьи. Есть ещё одна ценная особенность. Поскольку воздушный мешок находится
выше вертикального центра тяжести, риска опрокидывания вниз головой нет
совершенно. А наличие того же воздуха в аппарате в воде полностью компенсирует
его весовые характеристики. Благодаря этому в нём можно и нырять и всплывать!
Если создать избыточное давление воздуха из баллончика со сжатым газом, можно
всплывать без каких либо усилий, как поплавок. К тому же, такой аппарат на
много дешевле традиционного акваланга! А если учесть, что для его применения
совершенно не требуется специальных занятий и тренировок, как для аквалангиста,
то становятся ясными его преимущества. Навык приходит сразу после опускания под
воду! Для производства не требуется больших затрат, достаточно изготовить две
матрицы и два плоундсона и штамповать их, как детские игрушки- матрёшки!
Материал так же - не дефицит! А если применить авиационные технологии при
изготовлении фонарей (комбинированное триплексное органическое стекло), можно
сделать толщину жесткого корпуса намного меньше, при той же прочности (что
конечно желательнее). Ещё одно очень важное замечание. Весь аппарат, абсолютно
весь, выполнен только из пластика, включая и двигатели! На нём нет ни единого
металлического предмета (включая замки и клапана)! Само по себе уже это делает
его долговечным в водной среде обитания и легко поддающимся ремонту! Существует
лишь одно предостережение: - выходить на поверхность в штормовую погоду при
волнах и ветре очень сложно, поскольку держать равновесие в жестком корпусе с
ограниченным размером шага сложно! Да если ещё и берег скалист, а он именно
таким и будет, есть шанс быть разбитым о скалы! Но такой же шанс имеют все
жители океана и тюлени, и дельфины и рыбы! Для решения этой проблемы есть
вариант предварительного всплывание на безопасном расстоянии от береговой
линии. Но для него дополнительно (если уж так приспичило выбраться на грешную
землю) нужно будет прихватить надувной бот с приводом в рабочее положение от
баллона со сжатым газом. Высадиться на него по трапу или слёту, как пингвины,
снять аппарат и в нормальном человеческом виде пытаться выбраться на берег. Но
лучший вариант – найти пологий берег и по примеру наших младших морских братьев
с разгону поймав волну выскочить подальше от воды. Именно для такого выхода на
сушу передняя сторона аппарата имеет двойное утолщение и выгнутую вперёд под
форму живота (как лыжа, подобно тюленю), что одновременно компенсирует массу задних
движителей приводов и обтекателей, и предохраняет голову от случайного
столкновения с камнями! Что бы ни портился внешний вид, наружная поверхность
покрыта силиконом. Кроме того, это ещё больше даёт органичное вписывание в
водную среду обитания и предохраняет оргстекло от старения. Для длительного
пребывания под водой, в аппарате такого рода, можно предусмотреть крепление с
наружи баллонов от обычного акваланга! Получится одноместная миниподлодка, но с
ограниченной глубиной погружения! Для скоростного передвижения (на случай
внешней опасности) можно предусмотреть отдельное крепление (установку)
дополнительных пиротехнических реактивных двигателей с ограниченным временем
действия. А так же средства защиты от нападения электрошоком! Полностью
герметичный аппарат не пропускает электрический ток, а значит, есть возможность
применения шоковой защиты и нападения на других рыб и животных, как способ
охоты для добычи пищи! Аппаратура и аккумуляторы для этой цели могут
располагаться в специальном отсеке – контейнере (под движителем). Но всё это -
навороты, которые только удорожат и усложнят аппарат! Хотя могут иметь место.
Конечно, все изобретения начинаются с элементарных и заканчиваются более
совершенными! Даже правильнее сказать не заканчиваются ни когда! Следуя этому
закону, позволю себе развить мысль прогресса далее. Допустимо подумать о
применении аппарата в ночное время, в мутной воде, или в пещерах, в бывших
уцелевших человеческих жилищах! Конечно, я думаю об освещении! Место
управляемого изнутри прожектора – самая верхняя точка купола. Но и там
единственный металлический предмет – контакты патрона лампочки и проводники!
Естественно весь прожектор полностью герметичен!
Развивая мысль о достоинствах данного аппарата, думаю,
отсутствие металла сыграет не маловажную роль для принятия океанским
сообществом животного мира людей внутри аппарата. Ведь многие из них общаются и
определяют других особей на расстоянии с помощью локации! Разумеется, что
металлические монстры ни когда не будут приняты за своих. Слишком уж они не из
мира сего! Люди тоже должны общаться и под водой! Как решить эту задачу?
Мобильная связь!!! Либо обычным способом. Один из вариантов – использование
принципа медицинского фонендоскопа! Его принцип можно применять как для приёма,
так и для передачи звуков. Достаточно лишь вокруг прожектора (который вращается
и наклоняется куда надо) с внутренней стороны установить раструб в виде рупора
в районе рта. Подвижная часть прожектора из силикона будет являться
одновременно передающей и приёмной мембраной. Нужно прислушаться к шороху –
поверните ухо к раструбу. Нужно что-то сказать – придвиньте ближе рот. К тому
же динамической мембраной будет отлично работать и нижняя мягкая часть сапог.
Акустика будет нормальной, потому что вы находитесь в замкнутом пространстве,
где корпус работает резонатором. Для уменьшения возможности динамического
оглушения ударами, взрывами, сильным шумом можно применять простые ушные
заглушки! Хранение аппарата тоже не сложное. Нижняя часть стоит самостоятельно,
опираясь на заднюю часть (ласту и кили), впереди на сапоги, подсевшие на гофрах
до уровня задних обтекателей. Съёмный верх можно хранить в перевёрнутом
положении, опустив её прожектором вниз в нижнюю часть (в брюки). Таким образом,
получается дополнительная ёмкость, в которую можно сложить какие то вещи
(лодку, баллоны, одежду, и т. д.). Накрыв дно плоской поверхностью можно
получить рабочий стол. А залив в нижнюю часть немного воды – получим аквариум
для свежей рыбы, (холодильник). К тому же в таком (полу залитом состоянии) аппарат
устойчиво может стоять (плавать) в палатке на дне. Для его применения по
назначению, теперь, конечно потребуется несколько больше времени. Да и рыбку
придётся выпустить или пересадить! Хотя можно выплыть и с ней вместе, если вы
не боитесь промочить ноги!
В будущем людям придётся решать проблемы
дальнейшего освоения воздушного океана. Как таковых аэродромов на земной
поверхности почти не останется. Да и вопросы топливного кризиса развалят
современную авиацию и отбросят цивилизацию на несколько веков назад. Однако
мечтать о небе и стремиться в него люди по-прежнему будут!
Я позволю себе предвидеть ход событий в техническом
творчестве в этой области.
Думаю, будут иметь место тихоходные и не энергоемкие
летательные аппараты типа воздушных шаров и дирижаблей. Однако, развитие
человеческой мысли не остановить даже катаклизмам. Скорее всего, большее
распространение получат индивидуальные летательные аппараты подводного
базирования с гибким надувным крылом, которые могут иметь намного большую
площадь, чем это было бы допустимо на земле, и соответственно очень маленькую
нагрузку на крыло. Такой «альбатрос» может быть разложен и подготовлен к
применению на дне моря. Прикрепляться к той же «матрёшке» и в момент
закачивания в него газа из баллончика – всплывать на поверхность! Момент взлёта
– самый простой! Направленное расположение строго против ветра ( в котором
недостатка не будет). Достаточно лишь создать крылу начальный угол атаки, а его
может создать и сама волна, как набегающий воздушный поток подхватит вас,
развернёт (если сами не будете против,) и понесёт в направлении ветра. При этом
пилот уже защищён от влаги, ветра, перепада температур, ударов и других
неприятностей! Его форма полностью обтекаема и строго напоминает тело птицы!
Огромная ласта с килями составят хвостовое оперение! И если педальные кили -
постоянный киль и руль направления, то ласта – рули высоты и стабилизаторы в
одном месте! Причём ими можно изменять как направление, так и высоту полёта.
Теперь вопрос вопросов – крыло!
Достаточно внимательно посмотреть вокруг себя и можно сразу
заметить как мягкий и гибкий предмет, вдруг становится твёрдым и жестким! Я
имею в виду не мужской половой орган, а – надувной матрац. Резиновая лодка, надувная
кровать. Всю жесткость придаёт поверхностное натяжение предмета, форма которого
зависит от назначения. При внимательном рассмотрении устройства крыла птицы,
можно заметить, что перья накрывают друг друга, как рессоры в машинах. И тем
самым создают огромную прочность! Применим эту конструкцию на нашем крыле
(сделав из многих «надувных матрасов» в форме крыла «слоёный пирог»),
предварительно усилив их внутреннее строение перемычками (рёбрами жесткости,
придав им профиль крыла - нервюрами). Для того, чтобы такую большую парусность
не перекрутило (произвольно не создало нежелательный положительный или
отрицательный угол атаки), нервюры располагаются так же, как и у птиц в
направлении перьев под разными углами. Жесткость и прочность крыла определяет
продольная конструкция – лонжерон! Он так же шланг (в первом приближении) но
высокого давления и особой формы. Это даёт возможность закачивать в него
достаточное давление, чтобы обеспечить жесткость конструкции. Лонжерон
выполняет функцию костей в крыле птиц, а так же является местом приложения сил для
создания машущих движений. Конечно же, давление в крыле разное. Лонжерон
находится под высоким давлением, а крыло с малым! Определяется оно и
регулируется автоматически встроенной примитивной лепестковой клапанной
системой. Сам принцип маха прост. Крыло в сборе представляет собой
прикрепляемую платформу к телу «Матрешки» надёжными захватами и замками,
запираемыми пилотом под мышками. На ней сверху в центре имеется специальная
рычажная система, соединяющая лонжероны с двигателем. В местах (где по логике должны
быть лопатки) стоят эксцентрики. Они являются исполнительным механизмом для
ручного управления приводом изменения углов атаки крыла. От них вверх – вперёд
идут две дуги (рули) для рук. Собственно маховый двигатель напоминает, и с не
большими переделками даже может быть использован, главный тормозной цилиндр от
любой автомашины. Точно так же, как вы давите на тормоз, сидя за рулём,
приводится в действие система маха крыла. С той лишь разницей, что делать это
придётся всё теми же педалями «Матрешки». Просто при соединении платформы
«Альбатроса» толкательные шатуны входят в захват с приводом махолёта. Совершая
вращение педалей, вы заставляете сдавливать тормозную жидкость в цилиндре. Что
в свою очередь передаёт усилие на крыло. Если вы заметили, чем больше размах
крыла птицы, тем меньше она машет крыльями. А такие птицы как альбатрос, вообще
могут ими не махать, а лишь корректировать полёт. Они используют экранный
эффект и могут пролетать низко над волнами сотни километров! Вот, казалось бы и
все технические решения! Но нет! Мы забыли вопрос дыхания и пустоты в
«Матрёшке»! Если пребывание человека в ней под водой рассчитано на короткое
время, то для полётов его нужно гораздо больше. Тогда сам напрашивается ответ –
нужно предусмотреть щели для дыхания! Лучше всего сделать эти лючки (с
возможность быстрого и герметичного закрытия) на затылочной части. Вопрос
пустого места (что бы пилот не болтался в «Матрёшке», как в пустой бочке) можно
решить применением специального вставного пояса, который фиксировал бы положение
пилота и без необходимости не изменял центр тяжести. Его можно применять и без
желания полетать. Конечно, для полётов на очень большие расстояния, возможно,
придётся воспользоваться двумя, а то и тремя поддерживающими специальными
поясами. Кроме того, они будут являться ремнями безопасности!
Само собой разумеется, что летать смогут не все! Да и тем,
кто захочет, придётся долго учиться. И всё же меньше, чем в военном училище
лётчиков.
