Простая автоматика

DjVu

      «Научите, расскажите»
     
      Может быть, попадалась тебе в руки книжка под названием «Путешествие в страну роботов». Эту книжку я написал несколько лет назад. Там рассказывалось об автоматике, о том, какие автоматы бывают и для чего они служат.
      Книжка вышла, и вскоре стал получать я письма от читателей. Судя по откликам, книжка ребятам понравилась. Приходили письма со всех концов нашей страны: из Москвы, Риги, Челябинска, Красноярска. Даже с далекой Чукотки написал один мальчик.
      «Мне очень понравилась книга «Путешествие в страну роботов», — писала из города Лабинска Краснодарского края Лена Шара-путинова. — Напишите продолжение этой книги».
      О том же просил и Саша Карякин из поселка Тургояк Челябинской области. «Я очень люблю читать про технику, о космосе и про ракеты, — писал он. — Прошу вас, сделайте продолжение».
      Но чаще всего ребята спрашивали, как научиться самому делать разную автоматику. Почти каждое письмо заканчивалось вопросами: «Как сделать автомат, автоматическую модель или устройство? Из каких материалов их надо делать? Научите, расскажите».
      Женя Житнов из города Омска просил: «Посоветуйте, как сделать автоматическую счетную машину. Может, есть такая книжка, где рассказывается про это?»
      Коля Ибрагимов из Татарии обращался с просьбой выслать чертежи и описание несложного робота. «Мне нужны, — писал Коля, — размеры деталей. Я хотел бы получить чертежи как можно скорее, потому что хочу заняться постройкой на весенних каникулах».
      И снова, и снова о том же. «Пишет вам Куликов Саша. Я живу в городе Арзамасе. Учусь в четвертом классе. Учусь средне. Двоек почти нет. Книжка мне понрави
      лась, плохо только, что в ней ничего не говорится, как самому можно сделать автоматику».
      Были и письма от нескольких ребят сразу. «Хотим узнать, как сделать модели автоматов», — сообщали друзья из города Кургана Глеб, Олег, Андрей, Сережа и Толя. А подписались они так: «Орхимеды».
      Желание ребят было мне понятно. Книжка разожгла их воображение. Автоматика — это чудесно! Да ведь создана она взрослыми. Своими руками бы сделать устройство, работающее автоматически! И чтобы не очень сложное. Где же взять материалы, дорогие детали, разные инструменты? Да и знаний пока маловато. А строить хочется! Как же быть?
      Писем пришло много, несколько сотен. Ответить, помочь, послать чертежи всем читателям, конечно, было невозможно. И тогда я подумал: «А в самом деле, почему бы не написать новую книжку, в которой не только продолжить рассказ об автоматике, но еще и научить ребят своими руками создавать несложные автоматы?»
      Строить модели не только интересно, но и очень полезно. Уверен, что, лишь сделав модель самостоятельно, можно хорошо понять и крепко запомнить, как действует настоящий автомат, автоматическое устройство, прибор.
      Когда ты станешь взрослым, то непременно так или иначе будешь иметь дело с автоматикой: пользоваться ею, налаживать и настраивать, а то и создавать новую, еще небывалую. И чем раньше ты узнаешь о том, какие автоматы существуют на свете, как они устроены, тем лучше. Тогда ты уже не будешь с удивлением смотреть на самый сложный, самый хитроумный автомат, увереннее начнешь с ним работать.
      Надеюсь, что книжка поможет тебе постичь «азбуку автоматики», сделать в ней первые шаги, поближе познакомиться с этой очень нужной и важной областью техники.
     
      Мы живем в век автоматики
     
      Лет сто пятьдесят назад на улицах Петербурга можно было встретить бодрого, веселого старичка, совершенно седого. Он не признавал извозчиков, всегда ходил пешком, в любую погоду, и до конца жизни не носил очков.
      Это был Антон Маркович Гамулецкий, человек в столице весьма известный. Прославился он тем, что в 1827 году открыл в Петербурге, на Невском проспекте, «Храм очарований или механический, физический и оптический кабинет». Здесь было настоящее «царство» автоматов.
      Посетителей встречали двое механических слуг. Они раскланивались и открывали двери. Автоматический петух вскакивал на перекладину, хлопал крыльями и громко кричал свое «ку-ка-ре-ку!». В другом углу лежала автоматическая собака. Черная кошка (разумеется, тоже автоматическая) выгибала спину, потягивалась и мяукала. Можно было поговорить с механической головой, стоявшей на столе.
      «Кабинет» Гамулецкого пользовался у петербуржцев огромным успехом. Да, наверное, и мы с тобой, зайдя сюда, не меньше удивились бы, хотя и привыкли уже к различным техническим чудесам.
      Так что же такое автомат? В переводе с греческого слово «автомат» означает «самодвижущийся». Автоматов — множество. Как же их различают?
      Есть автоматы, умеющие плавно управлять, плавно изменять что-то, регулировать.
      Есть такие, что действуют лишь тогда, когда выполняются какие-то условия. Автомат, продающий газированную воду, например. Опущена в него монетка — налит стакан воды. Подобные автоматы называются логическими.
      Есть работающие по заданию, программе. К примеру, станки-автоматы.
      Наконец, не так уж и давно, появились автоматы, способные фантастически быстро считать. Они не только заменили руки человека, но и помогают ему в умственной работе.
      Время наше нередко называют веком автоматики. Мы как-то даже не задумываемся над тем, что автоматические устройства, машины, управляемые с помощью автоматики, можно встретить буквально на каждом шагу: на заводах и фабриках, в метро и автобусах, на судах и самолетах, на космических кораблях и орбитальных станциях.
      Да что брать космос, спутники и межпланетные аппараты. Автоматика теперь есть в каждом доме. Она всегда рядом с нами, помогает нам, служит, как говорится, и верой и правдой. Обойтись нам без нее уже трудно, а подчас и просто невозможно.
      По утрам нас будят часы-будильник. Они — прибор-автомат. Впрочем, любые часы, будь то ручные или настольные, карманные или настенные, — это автоматы, и довольно сложно устроенные.
      Или вот: электрический утюг. В нем тоже есть своя автоматика. Видишь, на его блестящем металлическом корпусе — черная круглая ручка. Повернув ручку, можно «заказать» утюгу любую температуру. Он будет строго держать ее столько, сколько потребуется.
      И в привычном всем холодильнике работает автоматика. Холод в нем поддерживается автоматически.
      А какой интересный аппарат стоит там, в углу, на тумбочке! Телефон. Он соединен проводами с автоматической телефонной станцией, АТС. Достаточно снять трубку, покрутить диск с отверстиями — набрать нужный номер — и, пожалуйста, говори.
      Тебе никогда не приходилось бывать на современном хлебозаводе? Знаешь, сколько там самой разнообразной автоматики. К муке, к тесту, к готовому хлебу руки рабочих почти не прикасаются. Автоматы сами отмеряют муку, сами добавляют в нее все, что требуется (точно по норме!), сами приготавливают тесто.
      Другие машины-автоматы делят тесто на ровные порции, придают им заданную форму и отправляют в печь-автомат. Готовые булки или батоны автоматически грузятся в контейнеры, и машины увозят их в булочные и продовольственные магазины.
      На молочных заводах автоматические установки обрабатывают молоко: нагревают его (чтобы убить микробов), затем охлаждают, перемешивают, отделяют сливки.
      Все мы, жители городов, покупаем молоко, упакованное в высокие бумажные коробки. Думаешь, наливается оно туда вручную? Да разве можно было бы сделать руками миллионы коробок, наполнить их молоком и каждую надежно закупорить? Понятно, что нет. Делается это автоматически, на особых машинах.
      Автоматически разливается молоко и в стеклянные бутылки. Быстро работает разливочный автомат, только бутылки мелькают. А он успевает и колпачок вырубить из алюминиевой ленты, и положить его на горлышко бутылки, и прочно прижать. Скоростные разливочные машины наполняют более тридцати тысяч бутылок в час. Значит, около полутысячи бутылок в минуту!
      Однажды довелось мне побывать на кондитерской фабрике, в цехе, где делают конфеты. Прямо-таки поразительно было смотреть на то, как из машины «текла» конфетная река. Машина сама отливала конфеты, глазировала их, то есть покрывала шоколадной корочкой, сушила и подавала «одевальному» автомату.
      Вот интересный автомат! Не успеваешь даже рассмотреть, как каждая конфетка заворачивается в две бумажки: одну полупрозрачную — подвертку — и другую цветную — этикетку. В минуту проворные механические пальцы успевают одеть более шестисот, а то и тысячу конфет!
      Какой без автоматики химический завод? Лишь самые точные и быстродействующие автоматы способны уследить за ходом тех сложных и скорых превращений, которые происходят с различными веществами в химических аппаратах. Наши глаза, нос, уши, пальцы недостаточно чувствительны для этого. А в некоторых цехах химических заводов вообще вредно работать человеку. И здесь выручает автоматика. Она не боится ни жары, ни холода, ни ядовитых испарений.
      Никак нельзя без автоматики на тепловых и атомных электростанциях. Никак! Разве можно управлять вручную мощными турбинами, огромными паровыми котлами, атомными реакторами?
      Нужна автоматика на железных дорогах. Она следит за тем, чтобы поезда могли двиаться строго по графику, быстро и без аварий.
      Без станков-автоматов не сможет работать ни один современный машиностроительный завод. Да тогда и современным его назвать нельзя.
      И уж совершенно немыслима без автоматики космическая техника. Да, по правде сказать, она и появилась лишь тогда, когда были разработаны сложные и точные автоматические приборы управления.
      Спору нет, чтобы создать космическую ракету, надо иметь прочные материалы, специальное топливо, мощные двигатели. Но одного этого далеко не достаточно. Ракете нужен электронный «мозг» — автоматическая система управления. Ракета без автоматики сразу же собьется с курса, будет «слепой» и «глухой». Только под управлением автоматики возможен успешный полет ее в космос, на Луну и далекие планеты.
      Самые сложные, самые «умные» автоматы из всех — это компьютеры, электронно-вычислительные машины — ЭВМ, как сокращенно их называют. Удивительнейшие автоматы. Они могут выполнять с молниеносной быстротой самые ответственные математические расчеты и предсказывать погоду, играть в шахматы и сочинять музыку, переводить с одного языка на другой и конструировать.
      На заводы пришли роботы. Они стали отличными сварщиками, сборщиками, малярами, грузчиками. Не зная усталости, трудятся по многу часов, заменяя десятки рабочих.
      Пришло время работать по-новому, ускоренно, или, как еще говорят, интенсивно. Наша страна должна выпускать больше станков, автомобилей, тканей, обуви, продуктов питания. А это можно сделать лишь тогда, когда на заводах, фабриках, на транспорте появятся совершеннейшие машины-авто-маты, ЭВМ. Выходит, действительно, не зря говорят: «Мы живем в век автоматики. Без автоматики много не сделаешь. Она сегодня — самое главное!»
     
      Прежде чем взяться за дело
     
      Спору нет, современная автоматика сложна. Разобраться в устройстве, в электрических схемах, например, автопилота или системы управления космического корабля непросто. Нужен большой опыт, нужны большие знания. Но сказанное совсем не означает, что нет автоматики простой, такой, сделать которую вполне тебе по силам.
      О таких моделях и пойдет речь в книжке. Будем учиться их строить. А какое это огромное удовольствие — изготовить своими руками даже самый простой автомат и увидеть его в действии, в работе!
      Иногда ты будешь ставить опыты, чтобы понять, посмотреть, как работает настоящая автоматика. И это тоже очень интересно.
      Потребуются ли нам какие-либо особые материалы? Нет, не потребуются. Будут нужны материалы самые простые и доступные, что называется, подручные. Какие же именно?
      Когда ты начнешь строить ту или иную модель, я буду подробно говорить о материалах. Здесь же лишь кратко перечислю их.
      Будет нужен тонкий обмоточный провод (в изоляции) и потолще (его называют монтажным, он тоже покрыт изоляцией). Запасись алюминиевой, медной и стальной неизолированной проволокой разной толщины. Само дело покажет, какую из них лучше применить.
      Нужны будут фанерки толщиной 3-4 миллиметра, а также деревянные рейки и дощечки.
      Для некоторых моделей понадобится пенопласт. Его можно попросить в радиомагазинах. Он используется в качестве смягчающих подкладок в коробках с радиотоварами.
      Частенько придется использовать жесть. Проще всего ее получить из консервных банок. Сделать это нетрудно, если даже нет специальных ножниц (рисунок 1).
      Сначала из толстого гвоздя при помощи молотка и напильника сделай простенькое зубильце: расклепай конец гвоздя и заточи его. Ну а теперь этим зубильцем обруби кромки банки. Дно ее отвалится. Надень банку на деревянную оправку (деревянный брусок или палку) и разруби вдоль.
      Распрями жесть молотком — и можно вырезать из нее нужные детали. Для этого годятся даже обыкновенные ножницы (непременно старые, новые портить не стоит).
      С жестью будь осторожен, чтобы не поранить руки.
      Понадобится и тонкий листовой алюминий. Им нередко можно заменить жесть. Для этого купи в хозяйственном или посудного магазине несколько алюминиевых формочек (рисунок 2). Алюминий там настолько тонок, что режется ножницами без всякого труда.
      Конечно, потребуется картон и бумага. Хорошо, если под рукой у тебя будет картон разной толщины и различная бумага: чертежная (или рисовальная), писчая, калька.
      Нужны будут гвозди, и тоже разные: маленькие (сапожные), подлиннее (какими сбиваются посылочные ящики), строительные.
      Запасись пустыми катушками из-под ниток, а также резинками, что используются в магазинах при упаковке продуктов. Надо будет иметь резиновые трубки диаметром от 5 до 10 миллиметров, а также медные наружным диаметром 8 — 12 миллиметров, пленку от резинового воздушного шарика.
      О некоторых других «подручных» вещах и материалах я скажу тебе попозже, так как достать их никакого труда не представит.
      Для сборки многих моделей тебе понадобятся небольшие винты и гайки. Их можно взять из игры «Конструктор». Кстати сказать, некоторые его детали также можно будет использовать при изготовлении моделей автоматов.
      Кое-какие вещи придется купить в магазине «Юный техник». Это прежде всего электрические моторчики — микродвигатели типа МДП-1 и РДП-1, а также редуктор Р-1, предназначенный для снижения оборотов валика моторчика.
      Сделай запас плоских батареек. Они очень пригодятся, так как в моделях наших используются только батарейки. Заодно приобрети и лампочки от карманного фонарика. Их потребуется много. Так что купи десятка два-три.
      Часто тебе придется пользоваться изоляционной лентой. Понадобится и клей — обычный силикатный, а также универсальный для склеивания картона и фанеры.
      Обычно провода в электрических схемах для надежности и лучшей работы модели припаиваются. Но поскольку ты, наверное, паять еще не умеешь, то для простоты мы припаивать провода не будем. Модели станут работать хорошо и в том случае, если очищенные от изоляции концы проводов присоединять аккуратно и тщательно.
      А какие же будут нужны инструменты? Также самые простые и доступные: молоток, напильник, плоскогубцы, пила для дерева, нож, ножницы, отвертка. Хорошо, если у тебя будет лобзик. Вот, пожалуй, и все. С этими инструментами вполне можно построить любую модель из тех, о которых я расскажу.
      Рабочий стол у тебя должен быть в полном порядке. Нет ничего хуже, если инструменты разбросаны, материалы свалены в кучу. Ничего не найти, все перемешано. В таких условиях вряд ли выйдет хорошая модель. Всегда помни об аккуратности и чистоте!
      Не начинай работу до тех пор, пока внимательно не ознакомишься с описанием модели.
      Прочти текст, вдумайся в него, изучи рисунок. Уясни, какие материалы и инструменты тебе понадобятся. Приготовь их заранее. Тогда и дело пойдет быстрее. Тогда и работать будет приятнее.
      Модели можно строить самому, а лучше — вместе с товарищами. Так куда интереснее и полезнее. Можно обсудить неясное, посоветоваться, помочь друг другу. У одного найдется один материал, у другого разыщется другой. И с инструментами легче будет.
      Никогда не торопись. Это возьми за твердое правило! Лишняя поспешность не помощник. Да и при такой работе и не получится красивый, надежно действующий автомат.
      Начинай с простого, тогда и более сложные модели выйдут у тебя лучше. Но никогда не бросай работу на половине, даже если сразу не все будет получаться. Будь настойчив, развивай в себе силу воли, терпение, умение добиваться поставленной цели. Согласись, что эти качества не раз потом тебе в жизни пригодятся.
      На рисунках показано, как модели устроены. Даны там и размеры деталей, их кон-
      струкция. Это вовсе не значит, что модель нельзя улучшить, усовершенствовать. Одна и та же машина, один и тот же механизм может быть устроен несколькими способами. Подумай, быть может, ты найдешь, как упростить и улучшить конструкцию, сделать ее более интересной. Твори! «Едва ли есть высшее из наслаждений, как наслаждение творить», — говорил великий русский писатель Н. В. Гоголь. Не забывай об этом!
     
     
      Для братьев наших меньших
     
      ПТИЧЬЯ АВТОМАТИКА
      С чего же начнем? Разумеется, с самого простого, но очень важного.
      Зверей, птиц называют нашими «меньшими братьями». Они живут рядом с нами, нуждаются в нашей помощи и ждут ее. Особенно это касается разных пичужек, зимующих в городах.
      В холодное время года для подкормки птиц вывешивают кормушки всевозможного устройства. Я знал одного старика, который увлекался постройкой птичьих столовых. Ну до чего выдумщик был этот дедушка! Он мастерил, к примеру, вращающиеся кормушки. Стоило птахе сесть на такую кормушку-карусель, и она начинала вращаться. Впрочем, птицам это нисколько не мешало,
      не портило им аппетита, не пугало. Они, наверное, и не замечали, что, обедая, катаются на карусели.
      Но птичья кормушка тогда особенно хороша, когда корм в нее не надо часто подсыпать, подбавлять, то есть когда она работает автоматически. И кормушки-автоматы (разных конструкций) нетрудно устроить самому.
      Вот пример (рисунок 3). Как видишь, и в самом деле несложная постройка. Требуются для нее две фанерные дощечки, брусок-стойка, четыре реечки, бутылка из-под молока, деревянный упор и полтора десятка небольших гвоздей.
      В середине верхней фанерки прорежь отверстие по размеру бутылки (лучше это сделать лобзиком, но можно пробить отверстие и при помощи зубильца, сделанного из гвоздя).
      Нижнюю фанерку окантуй реечками (прибей их). Это делается для того, чтобы корм не терялся, не сдувался ветром на землю.
      Обе фанерки приколоти к стойке. У самой стойки прибей небольшую деревяшку — упор для горлышка бутылки.
      Кормушка готова.
      Наполни бутылку кормом (семенами подсолнечника, конопли, тыквы, арбуза — непременно сухими, чтобы не слипались) и, перевернув кормушку «вверх тормашками», вставь бутылку в отверстие до упора. Затем возврати кормушку в нормальное положение.
      Укрепи столовую-автомат под окном или на дереве, но так, чтобы и птицы не боялись пользоваться кормушкой, и наполнять ее было несложно.
      Часть корма высыплется из бутылки. Слетятся синицы, снегири, поползни. Начнут склевывать корм, а он будет автоматически подсыпаться на фанерку до тех пор, пока не кончится весь его запас.
      Но как я уже сказал, птичьи автоматические кормушки могут быть устроены и по-другому: проще и сложнее. На рисунке 4 изображена совсем простая кормушка-автомат. Для нее нужны фанерка, четыре реечки и отпиленный от ветки столбик. Бутылка к столбику прикручивается проволокой. Подвешивается кормушка на четырех проволочках или веревочках.
      А кормушка, которая изображена на рисунке 5, посложнее, но для птиц более «комфортабельная».
      Одним словом, выбор есть. Делай такую, какая тебе больше понравится. Впрочем, можешь придумать и свою собственную конструкцию.
     
      РЫБЬЯ АВТОМАТИКА
      С птичьей автоматикой все ясно. А вот как устроить автоматическую кормушку для аквариумных рыбок? Такая кормушка может очень понадобиться, если ты надолго собираешься куда-то уехать: на каникулы, в отпуск с родителями. Не могут же рыбки голодать.
      На автоматическую кормушку для рыбок (рисунок 6), о которой я тебе сейчас хочу рассказать, даже выдано авторское свидетельство, поскольку она признана изобретением. Устройство же ее чрезвычайно простое, такое простое, чго проще уже, пожалуй, и не придумаешь, сколько ни думай.
      Главная деталь ее — круглый поплавок из пенопласта. В поплавке сделано отверстие, но — ив этом вся хитрость — не в центре, а сбоку.
      Вторая деталь — скоба, согнутая из толстой алюминиевой проволоки. На этой скобе, как на оси, поплавок поворачивается. А сама скоба прицеплена к стенке аквариума.
      Чтобы поплавок мог легко вращаться и при этом не сваливался с оси, на нее по обе стороны поплавка надеты алюминиевые шайбочки и короткие обрезки резиновой трубки.
      Сухой корм насыпается на верхнюю поверхность поплавка и разравнивается аккуратным слоем.
      Как же эта автоматическая рыбья кормушка действует? А вот как.
      Вода в аквариуме постепенно испаряется. Какой аквариумист этого не знает? Время от времени приходится доливать в аквариум по нескольку литров воды вместо испарившейся. А если не доливать? Тогда начнет понижаться уровень воды. Вот это явление тут и используется. Уровень воды становится все ниже и ниже, равновесие поплавка нарушается, он мало-помалу поворачивается, и корм понемногу ссыпается в воду.
      Автомат будет действовать, кормить рыбок, пока не израсходуется весь корм.
     
      АВТОМАТИКА В КУРЯТНИКЕ
      О синицах и рыбках мы позаботились. А кто же напоит кур и цыплят? Какую автоматику можно для этого применить? Автоматические поилки пригодятся не меньше, чем кормушки-автоматы. И устройство их ничуть не сложнее.
      Посмотри на одну из куриных поилок (рисунок 7). Очень просто устроена она. Из двух дощечек сбей подставку, к которой проволокой прикрепи обыкновенную бутылку. Под ней поставь плошку (например, старую сковородку).
      Вытащи бутылку, заполни ее водой. В плошку тоже налей немного воды. Заткнув бутылку пальцем, переверни и вставь в проволочные петли. Горлышко бутылки должно расположиться ниже краев плошки, однако дна ее не касаться.
      Вода из перевернутой бутылки начнет выливаться. Но так будет продолжаться недолго. Вода в плошке подойдет к горлышку бутылки и закроет его, словно пробка.
      Выпьют птицы часть воды — уровень в плошке понизится, горлышко бутылки слегка приоткроется и новая порция воды выльется в плошку. Выльется — и снова закупорит бутылку. Так и будет действовать автомат, пока всю воду не выпьют птицы.
      Автоматическую поилку можно усовершенствовать (рисунок 8). Тогда она станет особенно удобной для цыплят. Самое же
      главное заключается в том, что уровень воды в плошке можно будет легко регулировать.
      Возьми стеклянную банку с полиэтиленовой крышкой. В крышке прорежь небольшое треугольное отверстие (ближе к краю). Затем проколи в крышке три отверстия и вверни туда три шурупчика. Они будут служить опорами и в то же время регулировать уровень воды в плошке (блюдце).
      Наполни банку водой, закрой крышкой, переверни вверх дном и поставь в блюдце.
      Больше выкрутишь шурупы — выше станет уровень воды. Меньше вывернешь — уровень понизится.
      А выливаться из банки вода будет через треугольное отверстие. Очень удобная поилка-автомат! Очень послушная!
     
      КТО ПОЛЬЕТ ЦВЕТЫ!
      Пора подумать и о комнатных цветах. С ними ведь часто случается та же история, что и с рыбками. Только рыбок регулярно кормить надо, а цветы — поливать. Если оставить цветы надолго, они погибнут.
      Это можно предотвратить, если сделать нехитрое автоматическое устройство (рисунок 9).
      Прежде всего сделай водоподающую трубку. Ее можно собрать из нескольких частей: трех металлических (или стеклянных) трубок и двух резиновых, соединительных.
      Понадобится еще и большая банка или кастрюля с водой для полива цветов.
      Трубку надо заполнить водой так, чтобы в ней не осталось пузырьков воздуха (за этим тщательно проследи, так как воздух может помешать работе поливального автомата). Нижний конец трубки заткни ватой и опусти в банку с водой. Другой, верхний, изогнутый конец плотно заткни марлей и зарой в землю, в которой растет цветок.
      Банка с водой и цветок должны стоять на разных уровнях: банка — ниже, цветок — выше (сантиметров на 20). По трубке и марле вода начнет медленно перетекать из банки в почву, к корням цветка. Если запаса воды достаточно, автоматический полив может продолжаться долго — неделю и даже месяц.
      Можно сделать еще проще (рисунок 10). Тут вообще нет никакой трубки. Вода из банки подается с помощью скрученного марлевого бинта. Один конец его опущен в банку, а другой закопан в почву. Бинт служит насосом, вытягивающим воду и подающим ее к корням растений.
      Если у тебя найдется резиновая или полиэтиленовая трубка, то бинт лучше вставить в нее. Для аккуратности. А то вода с бинта будет капать на стол, подоконник или тумбочку.
      Надо сказать, что цветочные поливальные автоматы работают надежно лишь в том случае, если хорошо отрегулировать подачу воды. А сделать это можно, поднимая или опуская растение. Есть положение для цветка — самое выгодное. Его и надо отыскать.
      Ну а третья автополивалка, о которой я тебе хочу рассказать (рисунок 11), похожа на птичью. Только вместо плошки тут металлический поддон, в который опущена горлышком вниз обыкновенная стеклянная банка. Уровень воды в поддоне регулируется высотой подставок. Сделай их из деревянных брусочков. Чтобы вода испарялась медленнее и не терялась понапрасну, поддон следует накрыть полиэтиленовой пленкой, а для цветочного горшка прорезать в пленке круглое отверстие.
     
     
      Который час?
     
      ИЗОБРЕТЕНИЕ МЕХАНИКА КТЕЗИБИЯ
      Одним из самых первых автоматов, придуманных человеком, были часы.
      Всегда требовалось как-то измерять время. Делалось это по-разному. Ты, наверное, замечал, что тень от дерева не стоит на месте, а в течение дня поворачивается вслед за солнцем. Утром тень длинная, к середине дня укорачивается, а после полудня начинает снова удлиняться. Вот тебе и часы: по расположению тени, по ее длине можно судить о времени.
      В старину так и делали, но использовали для этого не дерево, а особый столб или металлическую пластинку, поставленную ребром посреди каменной плиты.
      Солнечные часы показывали время лишь днем, да и то в ясную, солнечную погоду. Неудобные они были. Поэтому на смену им пришли часы водяные, или клепсидры, как их называли в Древней Греции.
      Из глиняного или стеклянного сосуда медленно, капля за каплей, вытекала вода. Как только сосуд опорожнялся (а это происходило всегда за одно и то же время), человек, приставленный к часам, подавал сигнал. Этот же служитель и наполнял опустевший сосуд.
      Ох и возни же было с такими часами! Постоянно следи за ними, наполняй водой. Но около двух тысячелетий назад греческий механик Ктезибий придумал водяные часы, которые могли действовать сами собой, автоматически.
      Ктезибий жил в Александрии, очень богатом и знаменитом в то время городе на берегу Средиземного моря. Там работало много искусных мастеров и, следовательно, было кому изготавливать автоматические клепсидры.
      Циферблат они имели не плоский, как нынешние часы, а в виде колонны, густо покрытой цифрами. Рядом с колонной стояла бронзовая фигурка мальчика с палочкой в руке. Палочка служила в часах стрелкой.
      Говоря точнее, фигурка не стояла на месте, а медленно поднималась вверх, указывая палочкой-стрелкой на цифры.
      Происходило это так. У колонны, с противоположной стороны, стоял другой бронзовый мальчик. Он все время плакал. «Слезы» из обычной водопроводной воды по трубке
      стекали в сосуд, в котором плавал поплавок. На этом-то поплавке и был укреплен первый мальчик.
      Сосуд наполнялся все больше и больше, поплавок поднимался все выше и выше, а вместе с ним поднимался и мальчик с палочкой в руке.
      Но вот он добирался до самого верха колонны, до последней цифры на циферблате. Это совершалось в самом конце суток. Было устроено так, что в этот момент вода из сосуда быстро выливалась. Поплавок и фигурка опускались. Начинался отсчет новых суток.
      В те далекие времена сутки тоже Делились на двадцать четыре часа, однако иначе, чем сейчас. Тогда на двенадцать часов делился день и на двенадцать — ночь. А так как длина дня и ночи, как правило, неодинаковы да к тому же в течение года постоянно меняются, то продолжительность дневных и ночных часов тоже была разная и каждые сутки изменялась.
      По этой причине Ктезибию пришлось сделать на колонне своих часов не один, а множество циферблатов! По числу дней в году.
      Когда сутки кончались, вода поворачивала небольшое колесо, похожее на мельничное. Оно, в свою очередь, поворачивало колонну, и мальчик начинал указывать палочкой на другой циферблат.
      Автоматические водяные часы служили нашим предкам много сотен лет. Некоторые из них были очень красивыми — с позолотой, украшенными драгоценными камнями. Они «отбивали» время мелодичным звоном. Были даже клепсидры-будильники.
      Но конечно, водяные часы тоже не отличались большим удобством, И часовщики непрерывно размышляли, чем бы воду заменить, какую другую движущую силу применить в часах.
      Уж кем точно — неизвестно, но лет восемьсот назад были изобретены часы с гирей. Тяжелая гиря, привязанная к веревке, опускалась и вращала колеса часов.
      Но главное все же заключалось не в гире, а в том, что удалось изобрести приспособление, которое заставляло стрелку (она была всего одна — часовая) двигаться с постоянной скоростью. Приспособление назвали балансиром. Вертушка своими зубчиками на мгновение останавливала главное колесо и вынуждала его вращаться равномерно. А это передавалось другим зубчатым колесам и стрелке.
      Позже часовщики приспособили для этой же цели маятник — стержень с грузом на конце. Маятник всегда качается равномерно.
      Наконец, лет пятьсот назад один немецкий мастер создал часы с пружиной — с упругой стальной лентой, закрученной в спираль. Эти часы можно было носить в кармане, и они уже немного походили на современные.
      Постепенно часовые мастера научились делать поразительные вещи. К примеру, серьги-часики. В золотых сережках, которые богатые модницы цепляли к ушам, тикали малюсенькие часики. Тикали, показывали время. Представляешь, какие крохотные колесики, тончайшие валики, пружинку-волосок требовалось изготовить! Какое мастерство проявить при этом!
     
      ДЕЛАЕМ АВТОМАТИЧЕСКУЮ КЛЕПСИДРУ
      Давай вспомним старину и сами сделаем водяные часы, правда, не такие сложные, как у механика Ктезибия, но все же действующие и способные измерять время.
      В старинных часах нередко использовалось остроумное автоматическое устройство под названием «чаша Тантала». Хотя устройство это придумано очень давно, однако применяется оно и в современной технике, в различных приборах.
      Есть такой древнегреческий миф. Боги жестоко покарали царя Тантала. Наказание ему было присуждено ужасное. Стоя в воде, он не мог утолить жажду: как только вода поднималась до его губ, она сразу уходила вниз. Тантал не успевал напиться. А почему автомат назван «чашей Тантала», ты поймешь, если сам сделаешь такую «чашу» (рисунок 12).
      Возьми металлическую консервную банку объемом 1 литр. Запасись также резиновой трубкой. Отверстие в ней должно быть миллиметров 10—12.
      В донышке банки, у края его, пробей круглое отверстие. Такое, чтобы трубка проходила в него с трудом. Для плотности обмажь еще трубку пластилином.
      Внутри банки трубка должна загибаться дугой. Все это хорошо видно на рисунке.
      «Чашу» подвесь под водопроводным краном и пусти воду несильной струей. Как только вода дойдет до верхней части трубки, произойдет неожиданное: вода начнет из трубки вытекать. Банка быстро опустеет, но тотчас же вновь начнет наполняться. И так все время: то заполнится, то опорожнится. Надо только правильно отрегулировать струю воды. А это не сразу получается. Приходится немного повозиться.
      Теперь ты понимаешь, при чем тут греческий миф?
      А использовать «чашу Тантала» можно для отмеривания равных промежутков времени, за которые она опустошается.
      Но «чаша Тантала» еще не водяные часы. Они должны быть устроены по-другому, например так, как изображено на рисунке 13. Давай сделаем их.
      Весь механизм часов крепится на фанерке 1.
      Чтобы ускорить работу, используй некоторые детали из «Конструктора». Ты их легко заметишь на рисунке: они в дырочках. Но если у тебя нет «Конструктора» — не беда. Эти детали можно сделать и самому из жести (дырочки, конечно, при этом сверлить не нужно).
      Ось, на которой укреплена стрелка часов, также лучше всего взять из «Конструктора»: она прямая, ровная, гладкая. Но и ее можно сделать самому из проволоки или гвоздя.
      Подшипник 2 выгни из полоски жести.
      Каким он должен быть и какие размеры должна иметь полоска — на рисунке показано.
      Круглый циферблат часов 3 вырезается из плотного картона.
      Если картон темного цвета, оклей его белой бумагой.
      Очень ответственная деталь шкив 4 колесико с желобком. Делается оно тоже из картона. Для этого начерти на листе картона три кружочка диаметром 40 миллиметров и два — диаметром 50 миллиметров. Отверстия в кружках надо делать такими, чтобы ось проходила в них туго.
      Смажь клеем меньшие кружочки с обеих сторон, а большие лишь с одной. Надень их на ось и плотно сожми. Получится слоеное колесико. Осторожно сними его (чтобы не сдвинуть кружочки) и положи под пресс (под какой-нибудь груз). А пока шкив будет сохнуть, займись изготовлением других деталей.
      Из плотной чертежной бумаги вырежь стрелку 5. А из полоски писчей бумаги сверни на оси втулочку стрелки. Конечно, полоску надо предварительно смазать клеем. Вставь втулочку в отверстие, проделанное в стрелке, и хорошо приклей.
      Когда клей высохнет, попробуй надеть стрелку на ось. Она должна надеваться плотно, с небольшим усилием.
      Важной деталью часов является поплавок 6. Он выпиливается из пенопласта.
      Все главные детали часов готовы. Собери их вместе. Для этого можно использовать винты и гайки из «Конструктора».
      Проверь: детали должны стоять без перекосов, а ось легко поворачиваться. Чтобы уменьшить силы трения, смажь ось графитом от мягкого карандаша. Графитом полезно смазать и отверстия в подшипниках.
      Вокруг шкива дважды обведи нитку. К одному концу ее прикрепи за проволочное ушко поплавок, а к другому концу — крючок. К этому крючку подвесь противовес, например, большую канцелярскую скрепку.
      В качестве сосуда для воды можно использовать игрушечное пластмассовое ведерко. В центре дна его тоненьким гвоздиком проколи или пробей маленькое отверстие для вытекания воды.
      Ведерко поставь на две рейки, положенные на кастрюлю или ведро. Туда будет стекать вода.
      Часы укрепи на стене, как раз над ведерком. Поплавок при этом должен свободно плавать, а нитка висеть, ни за что не задевая.
      Вода начнет медленно, капля за каплей, вытекать из ведерка. Уровень ее станет понижаться. Начнет опускаться и поплавок. Он потянет за собой нитку. Та повернет шкив и ось. Вместе с осью будет поворачиваться и стрелка.
      Ты уже, наверное, обратил внимание, что циферблат нашей клепсидры до сих пор никак не размечен, он пока без цифр. Чтобы сделать разметку циферблата, тебе на время потребуются настоящие часы. Установи стрелку водяных часов носиком вверх. Поставь против носика первую метку и напиши «О» (ноль). Затем пусти в ход водяные часы, а по часам настоящим отмерь ровно пять минут. В том месте, где окажется стрелка на этот раз, поставь вторую метку и цифру «5».
      Еще через пять минут черточкой отметь новое положение стрелки и поставь цифру «10». Таким способом можно разметить весь циферблат.
      Как видишь, твои часы будут показывать, сколько (пять, десять, пятнадцать, двадцать и так далее) минут прошло с какого-то определенного момента времени. С настоящими им, конечно, не сравниться. Однако и они могут быть использованы.
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      Есть в Ленинграде, в институте, где изучаются растения, чудо-теплица. На растущих там огурцах и помидорах навешены десятки приборчиков. Каждую минуту они сообщают, чего растениям не хватает, что требуется им для наилучшего развития. Не удивительно, что в такой теплице и урожай получается наибольшим из всех возможных.
      Давно инженеры мечтают построить животноводческую ферму-автомат. Представь высокое круглое здание, похожее на цирк. В центре его на кольцевой движущейся дорожке-конвейере выращивается ячмень — корм для животных. Животные — коровы — также двигаются по кольцу и дважды в день получают корм, питье, витамины. Отходы здесь же перерабатываются в горючий газ и удобрения. Не надо ни пастбищ, ни полей. Все происходит под одной крышей, строго по расчету и автоматически.
      В Ленинграде выпускаются часы в виде обыкновенной шариковой ручки. Да это и есть ручка, ею можно писать. Но она — и электронные часы. В ручку встроен крохотный экранчик, на котором видны не только секунды, минуты, часы, но и день, и месяц.
     
     
      Командиры машин
     
      А теперь я хочу рассказать тебе про самые распространенные автоматы. Их можно встретить везде, где есть какие-либо сложные машины: на кораблях и самолетах, на электростанциях и металлургических заводах.
      Изобретены они давно. Первый из них появился более двух веков назад. Тогда на Алтае механиком горного завода Иваном Ивановичем Ползуновым была построена гигантская паровая машина. Она была высотой с пятиэтажный дом. Медные цилиндры ее были длиной по 3 метра каждый, а диаметр их равнялся почти метру. В этих цилиндрах с шумом ходили такие же огромные поршни.
      Ползунов предназначал свою машину для привода воздуходувных мехов на медеплавильных заводах. Но машина могла и вращать заводские станки, и двигать ковочные молоты, и выкачивать воду из рудников. Она была универсальной, то есть приспособленной для всякой работы. Таких машин нигде в мире еще не было.
      Пар для машины вырабатывался в огромном котле. Ползунов был гениальным инженером. Уже в то далекое время он думал об автоматизации и, по его же собственным словам, стремился сделать так, чтобы «все части машины сами себя в движении без помощи рук содержали».
      Особенно важный автомат он установил внутри парового котла. Чтобы не упустить воду и не переполнить котел, Ползунов придумал автоматический механизм. Это был шар-поплавок. Он плавал внутри котла и соединялся тягой с водяным клапаном.
      Если уровень воды понижался, поплавок приоткрывал клапан. Вода в котел начинала идти сильнее, и уровень восстанавливался. Если, наоборот, уровень повышался, поплавок прикрывал клапан и уменьшал подачу воды.
      Несколько позже другой изобретатель, английский, Джеймс Уатт, также задумался над тем, как усовершенствовать паровую машину. Перед ним стояла непростая задача: сделать ход машины равномерным, скорость вращения вала ее — постоянной. Управление машиной Джеймс Уатт тоже поручил автомату, но, конечно, устроенному совсем по-другому, чем у Ползунова.
      Как он был устроен — это я тебе расскажу чуть позже, а работал он так: если ход машины замедлялся, автомат увеличивал подачу пара, если же скорость вращения возрастала — прикрывал паровой клапан, уменьшал подачу пара.
      Техника шла вперед, развивалась, создавались новые машины и аппараты, которых раньше и в помине не было. В одних потребовалось поддерживать постоянное давление пара, газа, воздуха, в других — постоянную температуру, в третьих — постоянный расход какой-нибудь жидкости или газа.
      Для того чтобы это делалось без участия человека, автоматически, изобретались все новые и новые автоматы-регуляторы. Они получили свое название от латинского слова «регуляре», что означает «приводить в порядок», «поддерживать в порядке».
      Очень ответственную роль выполняли и выполняют регуляторы. Они освободили людей от необходимости постоянно следить за работой машин и различных установок. Они всегда на страже, всегда начеку. Более того: регуляторы управляют машинами и аппаратами гораздо лучше, точнее и быстрее человека. А многие скоростные машины и установки вообще не могли бы работать без помощи регуляторов. Вот какие это важные приборы!
      Во времена Ползунова и Уатта точно рассчитывать регуляторы не умели, в том числе и самые знающие, самые опытные инженеры. Делалось все, можно сказать, на глазок. Оказалось, что для точного расчета нужна целая наука, которая позже получила название «теория автоматического управления».
      Многие ученые пытались создать такую науку. Пытался, например, прославленный английский физик Джеймс Максвелл. Но даже у него ничего хорошего не получилось.
      Способы расчета автоматических регуляторов нашел в середине прошлого века русский ученый Иван Алексеевич Вышнеградский. Почему именно он? А потому, что Иван Алексеевич был не только ученым-математиком. Он прославился также как прекрасный инженер, изобретатель. С того времени и начала развиваться наука об автоматике. Теперь это большая, очень сложная математическая наука.
      Что регулятор действует на машину — это хорошо видно. Но почему-то не замечали раньше, что и машина, в свою очередь, действует на регулятор. Да и как он сможет правильно работать, если машина не будет «сообщать» ему о своем состоянии? Такие воздействия, «сообщения» были названы обратной связью.
      Без обратной связи управлять нельзя. И не только в технике. Обратная связь и для живых организмов крайне важна. Попробуй, например, походить по комнате с закрытыми глазами — сразу на что-нибудь наткнешься. А все потому, что обратная связь перестала действовать, не получаешь ты сведений о том, где стол находится, где — стулья, а где — диван.
      В конце концов стало ясно, что законы управления везде одинаковы. Совершенно неважно, автомат управляет машиной или мозг — нашими руками и ногами. Тогда-то и родилась еще одна замечательная наука — кибернетика, наука о всеобщих законах управления.
     
     
      Чем автоматы «чувствуют»
     
      Все живые существа имеют органы чувств. У них есть глаза, чтобы видеть. Есть уши, чтобы слышать. Есть нос, чтобы ощущать запахи. Есть органы вкуса и осязания. Не видя, не слыша, не осязая — и люди, и животные, и птицы, и насекомые становятся беспомощными.
      Точно так же и автоматы — регуляторы — не смогут управлять машинами, если не будут иметь своих «органов чувств». В технике, правда, они называются по-другому — датчиками. Ведь они дают сведения о том, что происходит в машинах и аппаратах.
      Возьмем для примера регулятор Ползунова. Какой там был датчик? Ну конечно же, поплавок. Именно он тонко чувствовал, изменился ли уровень воды в котле или не изменился. И если да, то в какую сторону — повысился или понизился.
      Со времени И. И. Ползунова были изобретены и созданы сотни различных датчиков, точных и чувствительных. Инженеры стремились и стремятся использовать для этого всевозможные явления.
      Давно известно, что если соединить кончики двух проводов из разных металлов (например, взять один провод медный, а другой из сплава константана) и кончики эти нагреть, то в проводах возникнет электрический ток. Причем чем выше температура нагрева, тем больше напряжение тока.
      Вот тебе и датчик, «чувствующий» температуру. Он получил название «термопара» и ныне широко применяется в автоматике при измерении температуры и контроле за ней.
      Говорят, что у человека пять органов чувств. А вот датчиков создано сотни. Причем чувствительность их нередко выше, чем у наших глаз, ушей, кожи.
      При помощи тепловых датчиков можно измерить температуру даже на самых далеких планетах. В течение секунды наш глаз способен различить лишь до двадцати пяти световых вспышек, а искусственный «глаз» — фотоэлемент — улавливает до миллиона. Искусственное «ухо» слышит и такие звуки, которые нашим ушам совершенно недоступны. Но это, конечно, не значит, что наши органы чувств плохи. У них тоже огромные возможности и солидные резервы!
      Народная мудрость утверждает: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать». Это действительно так. Поэтому давай своими руками сделаем несколько датчиков и посмотрим, как они работают.
     
      «КАРУСЕЛЬ»
      Если ты помнишь, я обещал тебе рассказать, как был устроен регулятор скорости Джеймса Уатта. Английский изобретатель взял два тяжелых металлических шара, прикрепил их к двум стержням, а стержни за концы подвесил к оси, вращавшейся от паровой машины.
      Получилось что-то вроде маленькой карусели. Уатт соединил ее рычагами с паровым клапаном. Когда ход машины ускорялся, шары от быстрого вращения расходились в стороны и тянули за собой рычаги. Паровой клапан прикрывался. Пара в цилиндр машины начинало поступать меньше, и скорость ее восстанавливалась. Если же ход машины уменьшался — все происходило наоборот.
      Давай и мы с тобой сделаем маленькую модельку регулятора Уатта (рисунок 14). Точнее, модель самого датчика, так как ни паровой машины, ни парового клапана у нас не будет.
      Вырежь из картона кружок диаметром миллиметров 70. Точно в центре его проколи отверстие и вставь туда заостренную спичку. Получится самый обыкновенный волчок.
      Теперь возьми бумажную полоску длиной 70 и шириной 6-7 миллиметров. Перегни ее пополам и привяжи ниткой к оси волчка. К концам полоски прилепи по небольшому кусочку пластилина.
      Вот и весь датчик. Закрути волчок посильнее, и ты увидишь, как концы бумажной полоски вместе с пластилиновыми грузиками (они у нас выполняют роль шаров) немедленно разойдутся в стороны. Сила, которая их разводит, в физике называется центробежной, поскольку заставляет грузики «убегать» от центра, от оси. Она возникает при быстром вращении. Эта сила разводила в стороны и шары в регуляторе Уатта. Вот почему его регулятор также называли и называют центробежным.
      Давным-давно сошли со сцены паровые машины. Они теперь почти не применяются, а регулятор, изобретенный около двух веков назад, по-прежнему в строю. Только теперь он используется для управления другими машинами — паровыми и газовыми турбинами, моторами автомобилей и тепловозов. Он стал куда сложнее, чем старый, уаттов-ский, но датчик в нем тот же самый — центробежный.
     
      ПОСЛУШНАЯ ТРУБКА
      Ты убедился, что автомат может «чувствовать» изменение скорости вращения. А как добиться, чтобы он «чувствовал» (если надо) изменение давления? И такой датчик придуман, и даже не одного, а нескольких типов.
      Самый простой из них сделан в виде изогнутой и сплющенной трубки. Один конец ее плотно закрыт. Второй — открыт. Если в этот, открытый, конец трубки сильно подуть, то она немного распрямится, разогнется. Если уменьшится давление, она снова согнется. Значит, «чувствует» изменение давления. Инженеры называют послушную трубку по имени ее изобретателя трубкой Бурдона.
      Настоящая трубка Бурдона делается из прочного упругого металла. А мы с тобой сделаем ее из бумаги (рисунок 15).
      Из листа писчей бумаги вырежь полоску. Отогни у нее края, миллиметров по 20 с каждой стороны. Внутрь вставь тонкую деревянную или металлическую линейку. Отогнутые края смажь клеем. Наложи их друг на друга и плотно прижми. Затем разгладь по всей длине.
      Получится сплюснутая длинная трубка. Один конец ее заверни и заклей.
      Когда все высохнет, сверни трубку спиралью. А теперь попробуй подуть в ее открытый конец. Трубка развернется. Если же втянуть в себя воздух, уменьшить давление, она свернется опять, как настоящая трубка Бурдона.
     
      МОЖНО ЕЩЕ И ТАК
      Но датчик давления можно устроить и по-другому (рисунок 16).
      Отрежь от пластмассовой бутылки (в таких продают различные бытовые химические вещества) верхнюю часть. В горлышко ее вставь пробку с трубочкой.
      Обрезок бутылки накрой резиновой пленкой от надувного воздушного шарика. Натяни ее и закрепи двумя резиновыми кольцами. Под кольца подложи контакты, согнутые из медной, хорошо очищенной от изоляции проволоки. Они должны располагаться на разной высоте, в 2—3 миллиметрах друг от друга. Необходимо также, чтобы один, нижний, касался резиновой пленки.
      Новый датчик готов. Испытаем его. Но Прежде — для удобства — я советую тебе 'подготовить к опыту батарейку — прикрепить к ней лампочку (рисунок 17). Эта батарейка с лампочкой пригодится тебе в дальнейшем не раз и значительно упростит работу.
      Видишь, одна пластинка батарейки короткая, согнута под прямым углом и к ней плотно приставлена лампочка. Кроме того, лампочка прочно привязана к батарейке медной оголенной проволокой.
      Присоедини к одному из контактов датчика провод, которым лампочка прикреплена к батарейке. Другой контакт подключи к свободной пластинке батарейки.
      Готово? Подуй в трубочку, вставленную в горлышко бутылки. Это удобнее делать, если к трубочке подсоединить резиновую трубку длиной 200 — 300 миллиметров. Пленка от напора воздуха выпучится, нижний контакт поднимется вместе с ней и прикоснется к верхнему контакту.
      Электрическая цепь замкнется, лампочка загорится. Если же чуть уменьшить давление, контакты разомкнутся, лампочка погаснет.
      Выходит, и этот датчик «чувствует» изменение давления, что от него как раз и требуется.
     
      КАК ГАРМОШКА ДАТЧИКОМ СТАЛА
      Тебе приходилось когда-нибудь складывать из бумаги гармошку? Наверное, приходилось. А ведь из нее тоже можно сделать
      датчик давления, и притом весьма любопытного устройства. Инженеры назвали его сильфонным, так как сама гармошка в технике называется сильфоном (рисунок 18 а, б).
      Как складывать гармошку, я не стану подробно и долго рассказывать. Внимательно рассмотри рисунок, и ты все сам поймешь. Советую только, перегибая бумагу, не торопиться, делать складки аккуратно, ровно. Иначе получится плохая гармошка, плохой сильфон, а значит, и никудышный датчик.
      Лист бумаги (рисовальной) согни вдвое и сделай продольный шов (1, 2). Его надо склеить. Затем согни бумагу еще раз пополам (3). Сделай складки, мехи (4, 5). Подув с одного конца гармошки, раскрой ее и расправь. Концы подверни с обеих сторон и тоже склей их (6).
      Заготовь фанерку, деревянный брусочек-стойку и две полоски из жести.
      Гармошку-сильфон приклей к фанерке и сверху на гармошку наклей квадратный листочек бумаги — «крышу».
      Контактные полоски прибей гвоздиками к стойке. Полоски должны быть расположены под небольшим углом друг к другу. Нижнюю согни, но так, чтобы она не прикасалась к верхней и лежала на «крыше» гармошки.
      В фанерке, под гармошкой, проделай отверстие и плотно вставь в него металлическую или стеклянную трубочку длиной миллиметров 40.
      Осталось собрать электрическую схему. Она чрезвычайно проста. Для этого нужна батарейка с лампочкой и соединительные провода (концы их не забудь очистить от изоляции). От контактных полосок датчика провода должны идти и подключаться к батарейке с лампочкой. Как это сделать, я уже тебе рассказывал.
      Если подуть в трубочку, гармошка-сильфон раздвинется, приподнимет нижнюю контактную полоску и прижмет к верхней. Лампочка загорится. Если убавить давление, гармошка сожмется и контакты разомкнутся. Лампочка погаснет.
      Можно сделать еще интереснее. Датчик будет включать и выключать электрический моторчик, как в настоящем регуляторе. Попробуй собрать такую электрическую схему с моторчиком.
     
      ПОЧТИ КАК У ПОЛЗУНОВА
      Если я тебя спрошу, как сделать датчик, «чувствующий» изменение уровня воды, уверен — ты сразу ответишь: «Очень просто, применить поплавок». Верно. Как раз на рисунке 19 такой датчик и нарисован. А делается он следующим образом.
      Достань стеклянную консервную банку объемом в половину литра. Если от нее сохранилась металлическая крышка — очень хорошо. Она тоже пригодится.
      Из крышки вырежь мостик 1. Затем возьми небольшой отрезок проволоки (толщиной миллиметра 2 и длиной 120 миллиметров). Нужно его хорошенько распрямить молотком и воткнуть в пробку 2. В ту же пробку с краю вбей маленький гвоздик.
      Соедини части датчика и налей в банку воды до половины. Прикрепи к гвоздику,
      вбитому в пробку, к мостику и батарейке с лампочкой провода, и можно начинать опыт.
      Медленно подливай в банку воду. Уровень ее начнет повышаться, а вместе с ним будет подниматься и пробка-поплавок. Подниматься до тех пор, пока шляпка гвоздика не коснется мостика, перекинутого через банку. В этот момент контакт замкнется, лампочка загорится. Датчик просигналит: «Внимание! Банка полна!»
     
      КОГДА АВТОМАТУ ЖАРКО
      Я уже рассказывал тебе про датчик, который чувствителен к изменению температуры, про две соединенные вместе проволочки из разных металлов — термопару. Сделать ее самому трудно. Но есть и другие датчики. Один из них называется биметаллическим (рисунок 20).
      Слово «би» по-латински означает «два», «дважды». И в самом деле, нам понадобятся два разных металла.
      Заготовь две полоски: одну из жести, другую из алюминия (из старой кастрюли или кружки). Полоски должны быть одинаковой ширины, но алюминиевая — чуть короче.
      Положи их одну на другую и концы жестяной загни. Чтобы полоски плотно прижимались, скрепи их скобочками из жести.
      Эту двухслойную полоску прибей к небольшой дощечке алюминиевой стороной кверху. В дощечке, у самого конца ее, вбей гвоздик, причем так, чтобы его шляпка была чуть ниже полоски. К гвоздику и полоске прикрепи провода от батарейки с лампочкой. Датчик положи полоской вниз на открытый чайник, стоящий на огне. Когда вода в чайнике начнет закипать, лампочка загорится. В чем же тут дело?
      При нагревании все металлы расширяются, но не одинаково. Алюминий, например, расширяется сильнее, чем железо (жесть). От этого при нагреве двухслойная пластина изогнется, и тем больше, чем сильнее нагрев. А изогнувшись, она коснется гвоздика и замкнет электрическую цепь, включит лампочку.
      Если же температура уменьшится, полоска охладится, немного выпрямится и лампочка погаснет: датчик «чувствует» изменение температуры.
     
      ВСЕМ НА ПОЛЬЗУ
      Как работает поплавковый датчик, тебе хорошо известно. А раз так, то давай сделаем один очень полезный для дома автомат. Думаю, что все домашние тебе за него скажут спасибо. Он изображен на рисунке 21. Это автомат для ванны.
      Часто так бывает: надо наполнить ванну, открыл краны, замешкался, глядишь — и переполнилась она. Открывай пробку (а вода горячая!), сливай лишнюю воду.
      А вот если бы иметь автомат, который сам просигналил бы нам, что ванна уже наполнилась до нужного уровня и краны пора закрывать. Какое удобство! Вот я и предлагаю тебе сделать как раз такой автомат, сигнализатор.
      Потребуется нам немного: деревянная дощечка по длине чуть шире ванны, деревянная планка, толстая проволока, кусок пенопласта и несколько гвоздей.
      Доску 1 обрежь так, чтобы она легла на бортики ванны. К доске прибей упоры 2. Они не позволят дощечке соскользнуть в воду.
      Из толстой проволоки (железной, медной или алюминиевой) сделай штырь 3. Один конец его надо загнуть крючком (размеры крючка на рисунке указаны). Штырь должен свободно проходить сквозь отверстие в середине доски.
      К доске прибей стойку 4. На ней — скобки 5 из проволоки. Скобки должны быть вбиты так, чтобы крючок штыря ходил в них свободно, без заеданий и перекоса.
      Осталось сделать поплавок 6. Выпили его из пенопласта. Чтобы поплавок прочнее держался, с обеих сторон его надень на штырь обрезки резиновой трубки или шайбочки из толстой резины.
      Уровень воды в ванне задается положением поплавка на штыре. Выше будет поплавок — выше и уровень. Ниже стоит поплавок — раньше раздастся сигнал, что ванна наполнилась.
      А сигналить можно разными способами. Самое простое — при помощи лампочки. Электрическая схема в этом случае очень несложная. Один конец провода прикрепляется к крючку штыря. Другой — к гвоздю, вбитому в стойку над крючком, на расстоянии 15 — 20 миллиметров. А дальше оба провода идут к батарейке с лампочкой.
      Ну а теперь пойдем в ванную и все проверим на деле. Установим доску с сигнализатором. Передвинем на нужную высоту поплавок. Батарейка и лампочка могут находиться в другой комнате или на кухне.
      Открывай краны — и смело можешь уходить. Как только вода достигнет поплавка, тот начнет двигаться вместе с водой, и через несколько секунд крючок штыря коснется гвоздя. Лампочка загорится. Спеши в ванную и закрывай краны.
      Лампочка — хорошо, а звуковой сигнал все же лучше. Можно заниматься любым делом, а раздался сигнал, — значит, пора закрывать воду. Поэтому я советую тебе сделать простейший звонок (рисунок 22). Для него нужен микромоторчик, чашечка от велосипедного звонка, колесико из игры «Конструктор», полоска жести, небольшая дощечка и батарейка от карманного фонарика.
      Моторчик прикрепи на торце дощечки 1 скобой 2 из жести (прибей гвоздиками). К этой же дощечке привяжи проволочкой и батарейку, от которой будет работать моторчик.
      На ось моторчика надень колесико 3, которое надо взять, как я уже сказал, из игры «Конструктор». Диаметр отверстия в колесике немного больше диаметра валика моторчика. По этой причине оно крепится (с помощью винтика) не точно по центру и при вращении слегка «бьет». А это нам как раз и нужно.
      Ниже колесика закрепи на гвозде без шляпки чашечку от велосипедного звонка 4. Гвоздь вбей в дощечку на нужную длину. А чтобы чашечка прочно держалась, вставь в отверстие чашечки обломок спички. Можно использовать для этого и резиновое колечко (посмотри на рисунок).
      В торец дощечки, над батарейкой, вбей два небольших гвоздика. К ним присоедини провода — один от батарейки, другой от моторчика. К этим же гвоздикам подведи два провода от сигнализатора. Его можно поставить в любом удобном месте, поэтому соединительные провода возьми подлиннее.
      При вращении моторчика колесико начнет ударять по чашечке и звонок зазвенит.
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      Любопытный будильник создан одной американской фирмой. Когда он утром начинает звонить, можно нажать кнопку с цифрой «10». Ровно через десять минут будильник зазвонит снова. Теперь можно нажать кнопку с цифрой «5». Будильник еще раз зазвонит через пять минут. И тут уж нужно вставать: в будильнике всего две кнопки.
      А эти часы созданы в Швейцарии. Размером они чуть больше спичечного коробка, однако позволяют не только определять время, но и слушать радио, смотреть телепередачи, измерять пульс, делать различные вычисления.
     
     
      «БОЛЬШЕ! МЕНЬШЕ! БОЛЬШЕ!»
     
      Ровно гудят паровые турбины на электростанциях. День и ночь вращают они генераторы — машины, вырабатывающие электричество. Сами турбины вращаются паром. Он давит на лопатки турбинных колес, насаженных на вал в несколько рядов.
      Пар вырабатывается в котлах, нередко — огромных, высотой 20 — 30 метров. Полыхает в их топках жаркое пламя. Кипит в котле вода, превращается в пар. По трубам он идет в турбину.
      Что значит управлять автомобилем или трактором, известно всем. А как управлять работой турбины или котла? Это значит делать так, чтобы вал турбины вращался с постоянной скоростью, в котле было достаточно воды, в топке — топлива и воздуха (без него мазут и уголь гореть не будут), давление пара также должно быть постоянным. Как этого достигнуть?
      Ответ найден давным-давно. Автоматы — регуляторы — действуют на клапаны, через которые идет пар, вода, топливо, воздух. Если пара требуется больше, клапан автоматически приоткрывается. Если потребуется меньше, клапан прикроется. То же самое — и с водой, топливом, воздухом.
      Такой клапан в автоматике называется регулирующим. Без него ни один регулятор работать не сможет.
     
      КЛАПАН ИЗ КАРТОФЕЛИНЫ
      Чтобы тебе яснее стало, как работает регулирующий клапан, сделай его модель (рисунок 23).
      Возьми пластмассовую пробку и крупную картофелину. Пробкой продави в картофелине углубление. Гвоздем проколи в пробке два отверстия, одно против другого. Картофелину тоже проколи насквозь.
      Вставь пробку в углубление, покрути, «притри» ее. А теперь попробуй подуть в отверстие с какой-либо стороны карто
      фелины. Если отверстия в картофелине и пробке совпадут, станут друг против друга, воздух через них будет проходить легко, свободно.
      Медленно поворачивай пробку, и ты заметишь, что дуть становится все труднее, воздуха проходит все меньше и меньше. Если начать поворачивать пробку в другую сторону, картина изменится: дуть станет, наоборот, легче, воздуха пойдет больше.
      Точно так же работает и настоящий регулирующий клапан. И не только в паровых турбинах и котлах, но и в других машинах и аппаратах. А их — множество.
     
     
      И АВТОМАТАМ НУЖНЫ «МУСКУЛЫ»
     
      Хорошо иметь умную голову. Но и сильные мускулы тоже не помешают. Внутри каждого из нас работает более шестисот мускульных «моторов». Мускулы, как и органы чувств, необходимы любому живому существу.
      Так же и автоматам: чтобы управлять машинами, им нужны свои «мускулы», нужна сила, и подчас немалая.
      Правда, самые первые регуляторы никаких специальных «мускулов» не имели. Датчик-поплавок в регуляторе И. И. Ползунова следил за изменением уровня воды в медном котле. И он же сам открывал и прикрывал водяной клапан.
      То же и в регуляторе Джеймса Уатта. Ты, конечно, помнишь, что расходящиеся шары там не только «чувствовали», какова скорость вращения вала, но и паровой клапан двигали, управляя машиной.
      Однако время шло, машины, котлы, аппараты становились все мощнее, все огромнее. Клапаны у них тоже значительно увеличивались в размерах. Чтобы открыть или прикрыть такой клапанище, требовалась сила, какой у маленького датчика не было и быть не могло.
      «А почему бы не сделать по-другому? — задумались инженеры. — Пусть датчик сам регулирующий клапан не перемещает. Пусть он только включает какой-нибудь мощный двигатель — электромотор, например. Для того чтобы включить мотор, большой силы ведь не потребуется». Это была отличная мысль.
      Попробовали. Получилось замечательно. Мощному двигателю ничего не стоит открыть или прикрыть самый большой, самый тяжелый регулирующий клапан. А командует двигателем маленький, незаметный, но чувствительный датчик. Такие автоматы смогли уже управлять любой мощной турбиной.
      Чаще всего в наше время «мускулы» автоматов — электрические, электромоторы. Однако не всегда. Используется в качестве мощной силы и давление жидкого масла, которое под большим напором накачивается насосом в цилиндр с поршнем (рисунок 24).
      Масло давит на поршень, поршень — на стержень (в технике он называется штоком), а шток открывает и закрывает регулирующий клапан. Датчику же (например, уаттовским шарам) остается лишь самая легкая работа — двигать маленькие поршеньки. Они называются золотником и управляют подачей масла в цилиндр (на рисунке это хорошо видно). То направят его в левую часть цилиндра, и тогда поршень двигается вправо, а клапан, скажем, прикрывается. То — в правую часть, и тогда поршень идет влево, а клапан открывается.
      Бывают и воздушные «мускулы». Их можно вот с чем сравнить — с велосипедным насосом. Тебе, наверное, приходилось
      не раз им пользоваться. При движении ручки насоса из него вырывается воздух. А если, наоборот, в насос подуть? Тогда начнет двигаться ручка (рисунок 25). Примерно такой воздушный двигатель применяется и в автоматике. А воздух — сила тоже большая!
      Однако какой бы тип двигателя ни использовался, электрический, масляный или воздушный, в автоматике его называют одинаково — исполнительным механизмом. «Исполнительным» — потому что самостоятельно он ничего не предпринимает.
     
      Реле — что это такое?
     
      Инженеры чаще всего так стремятся устроить датчики автоматов, чтобы они о своих «ощущениях» сигналили электрическим током. Вспомним термопару — два проводка, кончики которых соединены вместе. При нагреве в термопаре рождается ток. Сигнал, однако, получается слабым. Его еще надо усилить.
      Электронный усилитель напоминает радиоприемник. Внутри у него тоже полно всяких радиодеталей. От датчика к усилителю подводятся провода, по которым идет слабый ток. От усилителя идут другие провода. По ним усиленный ток бежит к прибору под названием «реле». Вот про этот важный прибор я и хочу тебе рассказать. Но сначала — о самом названии.
      Как удивились бы владельцы почтовых станций, если бы узнали, что такое привычное им слово «реле» будет употребляться спустя несколько веков совсем в другом смысле!
      Слово «реле» — французское. Появилось оно в те давние времена, когда не было еще ни паровозов, ни автомобилей, тем более самолетов. Люди ездили в конных экипажах — каретах и дилижансах.
      Лошади уставали в пути. Поэтому на дорогах строились промежуточные станции, где изнуренные тяжелой работой лошади заменялись другими, отдохнувшими. Дилижанс или почтовая карета могли продолжать путь, не снижая скорости. Промежуточные станции и получили название «реле».
      Долгое время к технике это слово не имело никакого отношения. Но вот в середине прошлого века во многих странах заработали электромагнитные телеграфы. Пока сообщения передавались на небольшие расстояния, дело шло неплохо. Но когда телеграфные линии вытянулись на сотни и ты сячи километров, то обнаружились неприятности, и крайне серьезные. Пущенный по проводам электрический телеграфный сигнал в пути настолько ослабевал, что нё* приемной станции разобрать его становилось просто невозможно.
      Как же быть? Телеграфисты нашли остроумный выход. Они решили электрический сигнал несколько раз «перепрягать», как перепрягали когда-то на почтовых станциях утомленных лошадей. Для этого они при думали свое, телеграфное реле.
      Оно представляло собой катушку, обмотанную тонкой проволокой. Внутри катушки помещался железный стержень — сердечник. Когда электрический ток проходил по обмотке катушки, сердечник намагничивался и притягивал к себе якорь — железную пластинку. Якорь замыкал провода и к телеграфной линии подключалась свежая электрическая батарея. Она усиливала пришедший издалека сигнал. Таким образом, в путь до следующей станции, до нового реле, отправлялся сигнал усиленный. А там все повторялось.
      Конструкторам автоматики старое изобретение телеграфистов очень пригодилось. Они стали подсоединять реле к усилителю. Усиленный сигнал включал реле. Для этого у него силы вполне хватало. А уже реле включало двигатель, управляющий регулирующим клапаном.
      Там, где применяется автоматика: на электростанциях, заводах, морских кораблях, в самолетах, — можно увидеть сотни небольших симпатичных коробочек. Это и есть реле. Без них работа автоматики была бы немыслима.
     
      РЕЛЕ — ЭТО ПРОСТО
      А можно ли самому смастерить действующую модель реле? Вполне возможно. Этим мы как раз с тобой и займемся сейчас.
      На пустую катушку 1 (из-под ниток) намотай медную проволоку толщиной 0,2 — 0,3 миллиметра (рисунок 26). Проволо
      ка должна быть непременно покрыта изоляцией.
      Обмотку надо сделать как можно аккуратнее. Проволока должна занять всю катушку, а витки ее — лечь плотно один к другому. Готовую катушку поверх проволоки оберни изоляционной лентой.
      Якорь 2 сделай из полоски жести, шириной 5 миллиметров, изогнув ее, как показано на рисунке. Из такой же полоски жести изготовь контакт 3.
      Приложи контакт и якорь к катушке. Плотно обвяжи их нитками, а затем — для прочности — обмотай изоляционной лентой.
      В отверстие катушки вставь обрезок гвоздя 4 или маленький болтик. Они будут служить сердечником. Верхний край сердечника ровно опили напильником. Для того чтобы гвоздь (или болтик) держался в катушке прочно, оберни его бумагой. К якорю и контакту подсоедини два провода.
      Можно сказать, что реле готово, надо только его отрегулировать, отладить. Для этого потребуются две батарейки — с лампочкой и без лампочки.
      Подключи батарейки к реле, как показано на рисунке. Одна из батареек (та, которая без лампочки) будет «питать» катушку реле. Другая необходима для «питания» лампочки.
      Если правильно выбрать зазор между якорем и сердечником, верно установить контакт, то реле будет работать хорошо, надежно. Стоит лишь подключить батарейку к обмотке катушки, как сердечник намагнитится и с хлопком притянет к себе якорь. Тот коснется контакта, и лампочка загорится.
      Отсоедини батарейку от катушки — сердечник размагнитится, якорь оторвется от сердечника и лампочка погаснет.
      Для опыта мы включаем лампочку, но с таким же успехом реле может включить и микромоторчик, а настоящее реле — мощный мотор, исполнительный механизм.
     
      ЧЕРЕЗ ЗАДАННОЕ ВРЕМЯ
      Реле, которое ты сделал, далеко в сторону не откладывай. Оно тебе скоро пригодится, когда ты будешь мастерить другие автоматические устройства.
      Кстати сказать, это реле называют электромагнитным, поскольку в нем используется электричество и магнитные силы. Но кроме него изобретены десятки реле других типов — более чувствительных, более быстродействующих и мощных: электронные, фотоэлектрические (включаются под влиянием света), тепловые (эти срабатывают под действием температуры) и многие другие.
      Бывает, что нужно включать какие-либо механизмы или устройства через определенные промежутки времени: включил — выключил, включил — выключил. И так — постоянно. На этот случай инженеры придумали реле времени. Таких реле тоже существует много видов. Самое простое из них — механическое (рисунок 27 а, б). Давай сделаем его, и ты сам убедишься, как много интересной работы можно для него найти.
      Реле состоит из нескольких частей. Среди них — микромоторчик 1 и редуктор 2. Все остальные части самодельные.
      К подставке 3 прибей маленькими гвоздями деревянный брусочек 4 для установки моторчика и редуктора. Оба они крепятся к подставке гвоздями и резинками.
      Валики мотора и редуктора соедини при помощи трубочки 5 — обрезка пластмассовой изоляции от монтажного провода. На другой, выходной валик редуктора надень кулачок 6. Сделай его из фанеры.
      Реле работает так. Кулачок, вращаясь, время от времени нажимает на контактную пластинку 7 из жести. Когда пластинка опускается, она касается головки винта. Когда свободна (кулачок поднят), прижимается к верхнему контакту 8, тоже сделанному из жести.
      Сзади на той же фанерной дощечке установи две батарейки и прикрепи их резинкой.
      Одна из батареек — для моторчика. Другая — для того, чтобы работали модели. В подставку — перед пластинкой — вбей три гвоздика 9 для крепления проводов.
      У этого реле, пожалуй, один недостаток: оно требует покупного редуктора. А как по
      ступить, если готового редуктора приобрести не удастся? Очень просто. Тогда редуктор надо сделать самому (рисунок 28).
      Этот редуктор также крепится на фанерной дощечке 1. А вот моторчик располо-
      жен совсем иначе — на деревянной стойке 2. Прикрепи его с помощью скобы 3 из жести. Скобу прибей гвоздиками. Она должна прочно удерживать мотор на месте.
      На оси 4 (сделай ее из гвоздя) сидит шкив 5 с кулачком 6. Шкив состоит из трех деталей: двух картонных боковинок и серединки — кружка из фанеры. Боковинки приклей к кружку и для прочности прибей еще четырьмя гвоздиками.
      Кулачок здесь точно такой же, как и в реле с заводским редуктором. Насади его на ось 4 вплотную к шкиву и скрепи их двумя гвоздиками. Шкив и кулачок должны плотно сидеть на оси и поворачиваться вместе с ней.
      Один конец оси вставь в отверстие, проделанное в деревянной стойке 2, другой —
      в отверстие стойки 7 из жести. Металлическая стойка крепится винтами к дощечке 1. Чтобы ось 4 не сдвигалась, надень на нее между кулачком и стойкой 7 несколько шайбочек или гайку. Пластинка 8
      и контакт 9 по размерам такие же, как в реле с покупным редуктором.
      На шкив и ось моторчика надень резиновое кольцо 10. Вращение оси моторчика передастся шкиву и кулачку. Но так как ось тонкая, а диаметр шкива раз в тридцать больше, то и вращаться он, а значит, и кулачок будут во столько же раз медленнее.
      В остальном работа реле с самодельным редуктором ничем не будет отличаться от работы первого реле.
     
     
      РЕЛЕ ВРЕМЕНИ РАБОТАЕТ
     
      МОЛОТ-АВТОМАТ
      С давних пор люди научились ковать железо. Требовалось сделать, к примеру, плуг — докрасна раскаляли кусок железа и вручную тяжелыми молотами били по нему. Звенела наковальня, летели в стороны искры. Кузнецы поворачивали кусок и так и этак и били по нему, били.
      Ручным молотом удавалось отковать лишь небольшие детали. Поэтому века три назад появились механические молоты. Они приводились в движение водяными колесами вроде мельничных. Наконец в 1841 году
      английский инженер и художник Джеймс Несмит изобрел паровой молот очень удачной конструкции. У него была высокая тяжелая станина с широко расставленными «ногами». Наверху — паровой цилиндр с поршнем.
      Молот Несмита являлся самой настоящей паровой машиной, но особого, специального назначения. Он поднимал вверх и бросал вниз тяжелый боек. Он мог отковать даже очень крупную деталь. Под его мощными ударами красные от жара заготовки превращались в колеса турбин, в валы пароходов. Кузнецам (молот обслуживали несколько человек) оставалось лишь поворачивать раскаленную заготовку да открывать клапан, через который в цилиндр молота поступал пар.
      Паровые молоты, подобные несмитовским, до сих пор можно увидеть на машиностроительных заводах.
      Давай и мы с тобой сделаем модель молота, но только не парового, а электрического. Это будет молот-автомат, работающий по командам от реле времени (рисунок 29). У него тоже есть станина 1. Сделай ее из жести, согни, как надо, и укрепи гвоздиками на деревянном брусочке 2.
      Вместо парового цилиндра у молота будет катушка 3 (из-под ниток), обмотанная тонким изолированным проводом. Поверх провода оберни ее изоляционной лентой. С помощью этой же ленты прикрепи катушку к станине (к ее боковым выступам).
      Боек 4 сделай из обрезка толстого гвоздя. При работе молота он должен падать на наковальню 5 — кружочек из жести или тонкого листового алюминия. Наковальня прибивается в середине брусочка 2.
      Осталось подключить молот к реле времени. Но прежде чем присоединять провода, хорошо изучи электрическую схему. Бывает так: все сделано, а модель не работает, не включается моторчик, не загораются лампочки. Не отчаивайся. Значит, ты где-то допустил ошибку или плохо зачистил от изоляции провода. Проверь еще раз, проследи за цепью, и в конце концов все уладится.
      Один провод, идущий от катушки молота, прикрепи к гвоздику, соединенному с нижним контактом реле (винтом). Второй провод от катушки — к гвоздику, соединенному с батарейкой. Еще один провод, идущий от батарейки, подключи к винтику контактной пластинки. Можешь пускать моторчик в ход. Зажужжит реле, завертится кулачок. Контактная пластинка то прижмется к головке винта, то отойдет. С перерывами будет подаваться и ток в катушку молота.
      Задвигается боек: вверх-вниз, вверх-вниз. Внутрь катушки его втягивают магнитные силы, а при исчезновении тока он падает под действием собственного веса.
     
      МАЯК
      Что такое маяк, ты, конечно, знаешь. Очень это нужное и важное для морепла
      вателей сооружение. Маяки ставятся на подходах к портам, там, где корабли могут налететь на скалы или подводные камни. Ночью, в туман маяки посылают световые и звуковые сигналы: «Здесь — опасность! Будьте осторожны». А чтобы свет был лучше заметен, его делают мигающим.
      Обычно маяк — высокая башня. На самом верху ее, под стеклянным куполом, — мощный фонарь, мигающий огонь которого виден за несколько километров.
      Сделаем модель маяка (рисунок 30). Свет его будет включать и выключать реле времени.
      Башню склей из листа плотной бумаги. Получится цилиндр. Вверху и внизу разрежь его на дольки. Отогни их.
      Светить в нашем маяке будет лампочка от карманного фонарика. Ее надо установить в центре фанерного кружка 1. Для этого проделай в кружке отверстие. Лампочка должна вворачиваться в него с небольшим усилием. Перед тем, как лампочку ввернуть, вложи в отверстие полоску 2 из алюминия (рисунок 2). Вторым контактом для лампочки будет служить пластинка 3 из жести. Крепится она винтиком с гайкой. Пластинка должна плотно прижиматься к лампочке.
      Кружок с помощью обычных канцелярских кнопок прикрепи к башне. Но прежде подсоедини к лампочке два проводка и через башню выведи их вниз, наружу. Лампочку закрой прозрачным «колпаком» 4 из фотопленки. Крепится он тоже с помощью кнопок.
      Башню ярко раскрась и установи на небольшой фанерке, пришпилив за отгибы кнопками. В фанерку вбей два гвоздика и присоедини к ним провода от лампочки.
      Реле времени подключается так же, как и в модели молота.
      Включи моторчик, и маяк начнет посылать сигналы вспышками света. Особенно интересно смотреть на мигающий огонек, если в комнате погасить свет. Тогда это очень напоминает большой, настоящий маяк.
     
      В НОВЫЙ ГОД
      Реле времени может оказаться очень кстати в новогодний праздник. Какой же новый год без елки? А какая праздничная елка без гирлянды мигающих лампочек? Вот реле времени как раз и поможет сделать мигающую елочную гирлянду (рисунок 31). Правда, гирлянда у нас будет совсем небольшая, так что украсить ею лучше всего маленькую, настольную елочку.
      Для гирлянды тебе понадобятся четыре лампочки от карманного фонарика, медная проволока толщиной полмиллиметра, полоска жести шириной 5-6 миллиметров, изоляционная лента и тонкий изолированный провод для соединения лампочек.
      Самое трудное при изготовлении гирлянды — это подключение самих лампочек. У покупных елочных гирлянд лампочки ввинчиваются или вставляются в миниатюрные патрончики. Лампочки сидят там прочно, плотно прижимаясь к контактам патрончиков.
      Своими руками такой патрончик не сделать: он слишком сложен по устройству. Но ничего. Конструктор, если он настоящий конструктор, всегда найдет выход из любого положения.
      Я тебе посоветую поступить вот как. Возьми медную проволоку толщиной полмиллиметра и прикрути ее к цоколю лампочки (1). Затем обмотай цоколь изоляционной лентой (2). Сделай это поаккуратнее, надо, чтобы весь цоколь и проволока были покрыты изоляцией. Лишь внизу должен остаться открытым «пятачок». К этому «пятачку» приставь второй контакт, выгнутый из полоски жести. Его тоже нужно тщательно обмотать изоляционной лентой вместе с цоколем (3).
      Проделай так со всеми лампочками. После этого каждую проверь отдельно, присоединив к батарейке.
      Если лампочки горят, можно собрать их вместе, в гирлянду. Это уже просто. Отмерь достаточной длины куски проволоки. Концы их освободи от изоляции. Проводами соедини лампочки.
      Гирлянда укладывается на ветви елочки так, чтобы с каждой стороны находилось хотя бы по одной лампочке.
      Электрическая цепь здесь такая же, как у молота и маяка. Реле будет то замыкать, то размыкать ток, идущий через лампочки. Они замигают. Особенно красиво выглядит гирлянда, если лампочки покрасить в разные цвета акварельными красками, а включать ее в темноте.
     
      ДОМИК С МИГАЮЩИМИ ОКНАМИ
      Такой домик (рисунок 32 а, б) также может пригодиться как украшение для новогодней елки. Делается он из плотной, чертежной бумаги.
      Сначала сделай чертеж выкройки. Не забудь провести и пунктирные линии. По ним бумагу надо перегибать. Прорежь окошки. С внутренней стороны выкройки заклей их желтой бумагой или цветной пленкой.
      Согни выкройку по пунктирным линиям и склей боковинки. Треугольными вставками 1 закрой проемы под крышей домика.
      Очень хорошо будет, если раскрасишь домик акварельными красками. К крыше можно приклеить вату: будто домик обсыпан снегом. Внизу края стен отогни. За эти отгибы с помощью канцелярских кнопок домик крепится к фанерке-основанию 2.
      К батарейке, установленной на реле времени, прикрепи лампочку так, как ты это уже делал (рисунок 17). Собери электрическую схему. Она и здесь такая же, как у маяка, с одним только отличием. Поскольку реле времени будет находиться внутри домика, концы двух проводов, от моторчика и его батарейки, надо вывести наружу. Тогда будет легко включать и выключать моторчик, замыкая эти провода.
      Накрой реле домиком. Домик поставь где-нибудь под елкой и замкни ток. Моторчик придет в движение, лампочка замигает. Если потушить в комнате свет, то вид получится замечательный: будто в лесу стоит одинокая избушка и приветливо манит огоньками своих окон.
     
      ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДЯТЕЛ
      Любопытную игрушку можно сделать, применив реле времени. Это электрический дятел (рисунок 33).
      О дятле говорят: «Не дровосек, не плотник, а первый в лесу работник». И правда, более трудолюбивую птицу нелегко сыскать. Прилипнет к стволу дерева и начнет долбить его своим длинным крепким носом: тук, тук, тук. По всему лесу стук этот слышен.
      А какой красивый наряд у дятла: красный берет, черный жилет, белая рубашка. И твой дятел должен быть не хуже.
      Фигурку его нарисуй на листе картона. Сделай таким образом. Начерти сетку и пронумеруй ее клетки. Рисуй, переходя из клетки в клетку и глядя на чертеж. Тогда удастся нарисовать дятла точно и красиво. Вырежь фигурку и раскрась ее.
      Из двух дощечек сколоти стойку. На ней дятел висит. К стойке прибей два уголка 1. Сквозь них проходит ось (гвоздик), на которой дятел поворачивается.
      На другой стороне стойки при помощи скобы 2 из жестяной полоски прикрепи катушку 3, обмотанную тонким изолированным проводом. Она точно такая же, как у модели молота. Концы проводов от катушки присоедини к двум гвоздикам, вбитым в дощечку-основание. К фигурке дятла привяжи гвоздь 4. Через отверстие в стойке он должен немного входить в катушку.
      Когда ток пойдет по ее обмотке, возникнут магнитные силы, которые втянут гвоздь внутрь катушки, и дятел ударит носом о стойку. Разомкнется цепь — дятел откинется назад. Так он и будет стучать все время. Как настоящий дятел. Очень похоже.
     
      ВЕСЕЛЫЙ КОТ
      А эту автоматическую игрушку назовем веселым котом (рисунок 34). В самом деле, он весело подмигивает своими зелеными глазами.
      Морду кота вырежь из картона. Желательно, чтобы картон был белого цвета. Тогда проще будет его раскрасить. Можно также на темный картон наклеить белую бумагу.
      На месте глаз надо прорезать отверстия и с обратной стороны заклеить их кусочками полупрозрачной бумаги зеленого цвета.
      Против каждого глаза установи лампочку от карманного фонарика. Лампочки прикрепляются к фанерной дощечке 1. Как это делается, ты уже знаешь.
      Фанерка с лампочками крепится к картонке при помощи стойки 2, согнутой из жести, и винтов.
      Подключать к реле времени автоматическую игрушку надо немного по-другому, чем ты делал раньше. Здесь нам понадобятся оба контакта реле — и нижний, и верхний. Нижний будет включать одну лампочку, зажигать один глаз. А верхний — включать вторую лампочку, второй глаз.
      Видишь, от каждой лампочки идут провода к одному и тому же гвоздику, соединенному с пластинкой батарейки. Другие провода от лампочек подводятся к гвозди-
      стия. Они необходимы для того, чтобы игрушку можно было повесить на стену.
      Включи реле времени, и кот замигает глазами. Особенно это будет выглядеть забавно, если для глаз подобрать яркую бумагу.
      Провода, идущие от реле, возьми подлиннее. Тогда его можно спрятать. Пусть твои друзья и знакомые сами догадаются, как работает этот автомат.
      Ты теперь убедился, сколько интересных автоматических устройств можно смастерить, используя реле времени. Но это далеко еще не все. Подумай, и ты, наверное,
      кам, соединенным с винтами верхнего и нижнего контактов. Хорошо изучи электрическую схему, прежде чем собирать ее.
      В фанерке 1 по углам пробей два отвер-
      сам сможешь предложить новые игрушки-автоматы с таким реле, а быть может, и вещи, полезные для дома, для школы, для кружка «Умелые руки».
     
     
      Красный, желтый, зеленый
     
      Нередко в технике требуется, чтобы какая-нибудь машина, какое-нибудь устройство, прибор работали по заданной прог-
      рамме, то есть чтобы все у них происходило в строгом порядке, чередовалось в строгой последовательности. Одно такое устройство тебе хорошо известно. Его можно увидеть на улицах. Его командам подчиняются и автомобили и пешеходы. Ты уже, наверное, догадался, что речь идет о светофоре.
      Автоматические светофоры появились на городских улицах не так уж и давно. У них, как известно, три «глаза»: красный, желтый и зеленый. Горит красный — стой на месте. Загорелся желтый сигнал: «Приготовиться!» Вспыхнул зеленый — машины замерли, пешеходы пошли.
      Значит, светофор работает по следующей программе: красный, желтый, зеленый, желтый, красный. Огни должны загораться именно в таком порядке.
      Но ведь это можно и на модели показать. Сделаем модель светофора и переключателей к нему.
      Начни со светофора (рисунок 35). Три его лампочки крепятся на щитке 1, сделанном из фанеры. Лампочки надо покрасить акварельными красками. Нижнюю — в зеленый цвет, среднюю — в желтый, а верхнюю — в красный.
      Щиток прибей к стойке 2, а стойку — к фанерной подставке 3. В подставку заколоти четыре небольших гвоздика для подсоединения проводов.
      Электрическая схема светофора собирается так. Соедини проводками друг с другом все три винта, которыми прикреплены к щитку контактные пластинки, и выведи от них один общий провод Прикрути его к крайнему гвоздику и напиши рядом букву «о», то есть «общий».
      От алюминиевых пологок, вставленных в отверстия для лампочек, отведи провода (всего три) и прикрепи каждый к своему гвоздику. Против одного гвоздика — для красной лампочки — напиши букву «к». Против другого — для желтой — букву «ж», а против третьего — букву «з».
      Светофор готов. Труднее сделать модель прибора, автоматически включающего и выключающего лампочки в заданном порядке. Да и конструкция его может быть разной.
     
      БЕГ ПО КРУГУ
      Один из переключателей показан на рисунке 36. К небольшой дощечке 1 прибей фанерную стойку 2. Это корпус прибора.
      Из тонкого алюминия вырежь кружок 3. Прочерти на кружке острым гвоздем две линии, делящие его на четыре равные части.
      Прибей кружок к дощечке 1. Прибивать надо маленькими гвоздиками, во многих местах, в том числе и рядом с разделительными линиями.
      Когда кружок будет хорошо прибит, разрежь его по линиям перочинным ножом на четыре дольки, сектора.
      Для переключателя необходим шкив 4. Состоит он из двух картонных боковинок и серединки — фанерного кружка. Боковые части приклей к кружку, а затем прибей еще четырьмя гвоздиками.
      В середину готового шкива вбей ось 5, сделанную из гвоздя с отрезанной шляпкой или кусочка проволоки. Кончик нижней, более длинной, части оси надо расклепать, опилить напильником и загнуть. У самого шкива намотай на ось немного изоляционной ленты.
      Из жести вырежь две стойки 6. Продень нижнюю часть оси в отверстие стойки, а к концу оси прикрепи «хвостик» 7 из тонкой стальной проволоки, например, струны. При вращении шкива «хвостик» будет двигаться, касаясь алюминиевого кружка 3, и замыкать ток, включать лампочки.
      Но чтобы шкив вращался, нужен двигатель. Моторчик желательно иметь с редуктором, то есть типа РДП-1. Выходной вал такого моторчика вращается примерно в два с половиной раза медленнее, чем без редуктора. А в нашем случае это очень важно. Иначе лампочки будут переключаться слишком уж часто.
      В каждый из секторов кружка 3, с краю, вбей по гвоздику. Но не забивай их до конца. К ним будем присоединять провода. На шкив надень резиновое кольцо 8.
      Осталось собрать переключатель. Прикрепи винтами стойки шкива и моторчик. Резиновое кольцо 8 накинь на вал моторчика. К корпусу привяжи проволокой (через маленькие отверстия, пробитые в стойке 2) две батарейки, одну — для лампочек светофора, другую — для моторчика. Для подсоединения проводов в край дощечки вбей пять гвоздиков. Подключи к ним провода, как показано на электрической схеме.
      Разметь гвоздики буквами: «о» (общий), «ж» (желтый), «к» (красный) и «з» (зеленый).
      Подключая светофор, соединяй проводами одноименные гвоздики на переключателе и светофоре.
     
      СО СТУПЕНЬКИ НА СТУПЕНЬКУ
      Переключатель можно сделать и по-другому (рисунок 37). Как видишь, тут никакого переключающего кружка нет, но зато есть валик 1, выполняющий ту же роль. Валик — непростой. Сам он деревянный, а на нем наклеена фольга 2, вырезанная ступеньками. Так сделано, конечно, не случайно. Именно это позволяет валику служить переключателем. Фольгу лучше взять уже наклеенную на бумагу. Она продается в магазинах «Юный техник» и предназначена для разных поделок. Можно также использовать упаковку от чая.
      К валику прикасаются пять узких пластинок 3. Вырезать их лучше всего из тонкой листовой латуни, но и жесть подойдет В технике такие пластинки называются щетками. Они скользят по фольге, каждая по своей ступеньке, и, замыкая электрический ток, включают лампочки. Каждая лампочка подсоединена проводами к своей щетке. И вот что получается.
      Пока одна щетка скользит по фольге, ее лампочка, например красная, горит. В это время другие щетки фольги не касаются. Сошла щетка с фольги — лампочка ее гаснет. Но в этот же момент своей ступеньки коснется другая щетка — и загорится другая лампочка, желтая. Далее наступит очередь третьей щетки и третьей лампочки, зеленой.
      Но ты можешь сказать: «Лампочек всего три, а щеток — пять. Почему?» А потому, что одна, крайняя правая щетка — общая для всех лампочек. Для желтой лампочки нужны две щетки (первая и третья слева), поскольку эта лампочка должна включаться дважды за один поворот — после красной и после зеленой.
      С обеих сторон валика (точно в центре) вбей гвоздики без шляпок. Они будут служить осями. На ось справа надень шкив 4. Он такой же и делается точно так же, как шкив предыдущего переключателя. Прибей его гвоздиком к валику. И стойки 5 — -такие же, как у того переключателя. Между стойками и валиком со шкивом надень на оси шайбочки 6 из жести или алюминия. Для вращения валика и тут больше подойдет моторчик с редуктором.
      Стойки, щетки, двигатель прикрепи винтами к фанерке 7. Снизу привяжи к ней две батарейки. В край фанерки вбей пять гвоздиков для присоединения проводов.
      Светофор-автомат работает хорошо, надежно. Но должен сказать, что переключатели, которые ты сделал, можно применить и для других целей. Например, для того, чтобы устроить новогоднюю гирлянду с разноцветными мигающими лампочками.
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      Созданы говорящие дорожные знаки. Через радиоприемник, работающий в автомобиле, они оповещают водителя о повороте или перекрестке.
     
     
      Чудеса пневмоники
     
      Слово «пневматикус» по-гречески означает «ветряной», «воздушный». О том, что в автоматике можно заставить работать воздух, было известно давно. И он стал работать. Инженеры создали воздушную автоматику, или пневмоавтоматику. Как же она действует?
      Есть пневморегуляторы. Так вот у них датчики посылают не электрические сигналы, а воздушные. Скажем, возросли обороты турбинного вала — датчик в ответ увеличивает напор воздуха. Снизились обороты — датчик уменьшает воздушный напор. Воздух от датчика по длинной трубке идет к прибору, который чутко улавливает изменение давления и отдает команду двигателю, исполнительному механизму. А тот, как ему и положено, закрывает или открывает регулирующий клапан.
      Как будто все хорошо. Да нет, не все. Чтобы получилось так, как я рассказал, в воздушном регуляторе нужно иметь мембраны (перепонки), пружины, задвижки, заслонки, которые должны двигаться — сжиматься, открываться, закрываться. А это — плохо. От этого уменьшается надежность автоматики. Столько деталей! Что-нибудь возьмет да и выйдет из строя. Снижается быстродействие: передвижение перепонок, пружин, заслонок требует времени. А в автоматике каждая секунда дорога. Выхода вроде не было.
      И вдруг весной 1959 года в Москве в особом Государственном списке регистрируется изобретение чрезвычайной важности. Советскими инженерами был придуман новый вид автоматики — струйная автоматика, или пневмоника. Нет в ней ни мембран, ни пружин, ни заслонок — одни воздушные струи и больше ничего движущегося.
      Чтобы ты яснее понял и тверже запомнил, что же такое пневмоника и как она работает, сделай несложный опыт.
      Возьми большую картофелину и вырежь у нее уголок (рисунок 38). Тебе понадобятся еще две трубочки (стеклянные или металлические) диаметром миллиметров 5. Трубочки должны быть тонкостенными. Если не найдешь готовых, сверни их из жести на толстом гвозде. Проткни трубочками картофелину так, чтобы концы их встретились под прямым углом.
      Подуй в одну из них и подставь ладонь. Чувствуешь струю воздуха? А теперь попроси подуть в другую трубочку кого-нибудь из твоих друзей. Ты сразу же заметишь, что первая струя отклонилась в сторону. Одна струя сдула другую.
      Но самое замечательное состоит не в этом. Оказывается, что сильную струю можно сдувать слабенькой. Выходит, слабая струя способна управлять сильной. Но какая от этого польза? Большая. Можно сделать такой струйный регулятор. Датчик пусть управляет слабой струей воздуха. Это для него легко. Слабая струя будет командовать сильной. А та — двигать поршень в цилиндре, открывать и закрывать регулирующий клапан. Видишь, какая интересная цепочка получилась.
      Сделать самому модель струйного регулятора нельзя. Это под силу лишь специальному заводу. Но познакомиться с действием, работой струйного усилителя можно (рисунок 39).
      Тебе опять понадобится большая картофелина. Торцы ее ровно обрежь. Середину вырежь. Заготовь три трубочки. В картофелину их надо вставить так, как показано на рисунке. Против трубочки 1 сделай отверстие для свободного выхода воздуха. На трубочки 1 и 2 надень резиновые трубки длиной миллиметров по 200 каждая.
      Ну а теперь проведем новый опыт. Ты будешь дуть в трубку 1 и создавать сильную струю воздуха. Трубку 2 отдай своему товарищу. Пока нет сдувающей струи, воздух из трубки 1 идет прямо вниз и в трубку 3 почти не попадает. Но вот товарищ твой чуть дунул, и все изменилось. Через трубку 3 пошел воздух. Да еще какой сильной струей! Прекратил твой помощник дуть — исчезла и воздушная струя из трубки 3. Слабый сигнал управляет сильным. В автомат пришла слабая струя, а вышла сильная. Значит, работает наш усилитель!
      Сделай еще одно устройство, то, которое нарисовано на рисунке 40. Снова возьми большую картофелину. Сделай в ней вырез и вставь три трубочки. Две из них, обозначенные цифрами 1 и 2, расположи друг против друга. Сильная струя воздуха должна вырываться из трубочки 1 и попадать в трубочку 2. Слабая, командующая, струйка будет выходить из трубки 3.
      А теперь посмотри на рисунок 41. Тут к нашей необыкновенной картофелине подсоединен датчик, «чувствующий» изменение давления. К нему — батарейка с лампочкой.
      Сделай и ты так. Ведь датчик давления у тебя уже есть, ты его изготовил раньше.
      Подуй в трубку 1. Воздух попадет в трубку 2, а из нее — в датчик. Мембрана его выпучится, замкнет контакты, и лампочка загорится. Она все время будет гореть, пока ты дуешь.
      Ну а сейчас пусть подует в поперечную трубочку 3 твой товарищ. Сильная струя сдуется в сторону, давление в датчике понизится, и лампочка погаснет.
      В этом опыте ты еще раз убедился, что одна воздушная струя может управлять другой воздушной струей.
      Но, конечно, пневмоника — техника куда более сложная. Инженеры нашли десятки и даже сотни различных способов (часто необыкновенно остроумных), как заставить в автоматике работать струи воздуха.
      Понятно, что детали для настоящей пневмоники делаются не из картофелин. Они, можно сказать, печатаются. Диковинно выглядят твердые пластинки, где проделано множество каналов, канальчиков, отверстий.
      Из таких пластинок можно собрать автомат, управляющий самолетными и ракетными двигателями. Пневмонику применяют на химических и металлургических заводах, атомных электростанциях и даже для управления искусственным сердцем. Из деталей пневмоники собирают вычислительные машины и различные приборы.
      Струи воздуха действуют так нежно, текут так плавно, что каналы в деталях пневмоники почти не разрушаются. Пневмоника может работать в таких условиях, выдержать которые другой автоматике трудно и даже невозможно: при тряске, при повышенной радиации, при сильной жаре и сильном холоде. Она не боится перегрузок и невесомости.
     
     
      С неба пешком
     
      «Я УВИДЕЛ ВРАЩЕНИЕ ЗЕМЛИ»
      Это сейчас каждый знает, почему день сменяется ночью, а ночь, в свою очередь, уступает место дню. Все от того, что Земля вращается. Но века полтора назад многие еще думали так: «А может, не Земля вращается, а, наоборот, Солнце вокруг нее ходит?» И требовали от ученых: «Нет, вы покажите нам это, да так, чтобы хорошо было видно. Вот тогда и мы поверим».
      И ученые искали простой и наглядный способ показать вращение Земли. Нашел его французский физик Леон Фуко.
      Сначала ученый использовал длинный маятник, подвесив его в Пантеоне — самом высоком здании Парижа. Направление колебаний маятника — это было хорошо известно — от поворота Земли не зависит. Земля поворачивалась, и маятник-гигант отмечал это рисками на песке. Однако Фуко был недоволен. Он считал, что вращение Земли можно доказать и другим, более удобным способом.
      Ученый решил использовать всем известный волчок, его удивительное свойство. Неподвижный, он тотчас же сваливается на бок. Зато вращающийся необыкновенно устойчив.
      В 1852 году Фуко построил прибор, основной частью которого был тяжелый бронзовый волчок. Он вращался на оси внутри кольца. Это кольцо ученый установил в другом кольце. А второе кольцо подвесил к стойке на тонкой шелковой ниточке.
      Такое сложное устройство понадобилось для того, чтобы волчок мог свободно поворачиваться во все стороны и занимать любое положение.
      К наружному кольцу ученый прикрепил длинную легкую стрелку. Самый кончик ее был расположен над линейкой с делениями. А чтобы видеть даже мельчайшие перемещения стрелки, Фуко поставил над линейкой микроскоп.
      «Как называется ваш прибор?» — спрашивали Фуко. «Я называю его гироскопом», — отвечал ученый.
      Это название он составил из двух греческих слов: «гирос» — «вращение» и «ско-пео» — «смотреть».
      Фуко сильно раскрутил волчок и прильнул глазом к микроскопу. Прошло несколько секунд. Стрелка дрогнула. Кончик ее чуть переместился. Ученый затаил дыхание. Все происходило так, как он и предполагал.
      Земной шар поворачивался. Вместе с ним поворачивались и стол, и стойка. Кольцо же со стрелкой оставались на месте, повернуться им не позволял волчок. Казалось же, что движется стрелка.
      Вскоре Фуко выступил перед французскими учеными.
      «Я увидел под микроскопом вращение Земли, — объявил он, — однако я думаю, что мой прибор, гироскоп, можно использовать не только для этого».
     
      ПОЧЕМУ ГИБЛИ КОРАБЛИ?
      Хорошо было морякам, плававшим на деревянных судах. Пользовались они обычными компасами. Магнитная стрелка точно указывала им, где — север, где — юг. Но лет двести назад появились железные корабли. На них уже стояли машины и разные железные механизмы.
      Железные части корабля мешали компасу работать нормально. Магнитная стрелка притягивалась к ним. Если она указывала на север, то теперь это вовсе не означало, что север как раз и есть в той стороне.
      «Ох уж эти магнитные стрелки, — жаловались бывалые капитаны, — они совсем потеряли голову. Так и жди беды».
      И верно, в 1853 году один за другим утонули, налетев на скалы, пять больших английских пароходов — новеньких, только что спущенных на воду.
      Через год произошла катастрофа еще более страшная. О подводные камни, неожиданно выросшие на пути, разбился английский пассажирский пароход «Тэйлор». Из пятисот двадцати восьми человек, находившихся на его борту, погибли двести девяносто. Стало ясно: магнитные стрелки на железных судах не могли указывать правильный путь в море. Надо было отказаться от старых компасов. Но чем заменить их?
      И тогда моряки вспомнили о приборе физика Фуко, о его гироскопе. Вспомнили о замечательном свойстве волчка упорно сохранять свое первоначальное положение. Нельзя ли его использовать вместо магнитной стрелки?
      Действительно, если взять гироскоп, направить ось его волчка одним концом на север, а другим — на юг и сильно раскрутить, то волчок так и будет стоять, как бы корабль ни поворачивался. Разумеется, до тех пор, пока вращается. Значит, надо все время его раскручивать моторчиком. И тут уж никакие железные части корабля вреда принести не смогут. Чем не компас!
     
      И В МОРЕ, И В НЕБЕ
      Однажды американский изобретатель Эльмер Сперри купил своим детям игрушечный волчок. Игрушка показалась ему занятной. Он сам с удовольствием запускал её много раз и все больше удивлялся замечательному свойству волчка — его устойчивости. Сперри хорошо знал о бедах моряков, понимал, что нужен новый компас. «Вот над чем стоит поломать голову», — подумал он.
      Создать компас с волчком, гирокомпас, как стали его называть, оказалось чрезвычайно трудным делом. Более четырех лет работал Сперри, пока гирокомпас его стал действовать. Но к этому времени и другие изобретатели добились неплохих результатов.
      Старший сын Сперри Лоуренс был летчиком. Авиация в те годы делала лишь свои первые шаги. Самолеты, или, как тогда говорили, аэропланы, были еще крайне ненадежными. Недаром их называли «летающими этажерками». И Сперри частенько слышал жалобы сына на неустойчивость самолетов.
      У Сперри возникла мысль применить волчок для управления аэропланом. «Почему бы не попытаться присоединить волчок к воздушным рулям?» — спрашивал он себя. Он пробовал сделать и так и этак. Наконец решил, что самолетный волчок, автопилот, можно показать в действии.
      Летом 1914 года в Париже проходила Всемирная промышленная выставка. Здесь-то и был показан первый автопилот.
      В один из жарких летних дней Лоуренс Сперри поднял в воздух свою крылатую машину. В самолете находился также механик.
      Самолет описал круг. Зрители — а их немало собралось в тот день на выставке — замерли. На крыло вышел человек! Это был механик. А летчик? Он поднял обе руки вверх. Машина летела, управляемая волчком. Летела ровно, и стоявший на крыле человек не мог нарушить ее равновесия.
     
      НАДЕЖНЫЙ ПОМОЩНИК ПИЛОТОВ
      Трудный экзамен выдержал автопилот в 1930 году, во время перелета из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк, через всю Северную Америку. Это был первый сверхдальний беспосадочный рейс с автопилотом. Летчик держал штурвал всего шестнадцать минут — при взлете и посадке. Остальное время машина летела под управлением волчков. И они не подвели. Тринадцать часов спустя самолет благополучно приземлился на аэродроме в Нью-Йорке.
      Сегодня ни один полет по дальнему маршруту не совершается без автопилота — надежного помощника летчиков. День ли, ночь ли за бортом, ясная погода или туман, он ведет огромную машину уверенно и точно.
      А держать самолет в равновесии гораздо труднее, чем автомобиль или автобус. Те опираются на твердую землю. Самолет находится в воздухе. Он может «клюнуть» носом или, наоборот, задрать нос. Может накрениться на крыло. Может, наконец, сбиться с курса. Как же автопилот устроен и как он работает?
      Управляют самолетом три волчка. Один из них следит за отклонением носа самолета вверх и вниз. Нос начнет, к примеру, подниматься. Повернется вверх и весь самолет. Волчок же останется в прежнем положении. Он включит электромотор, который двигает рулем высоты. Руль отклонится и выровняет самолет.
      Точно так же действуют и другие волчки: тот, который следит за креном, и тот, который не позволяет самолету сбиваться с курса. Но управляют они, понятно, своими рулями.
      Пассажиры удобно устроились в мягких креслах. Приветливые стюардессы разносят ужин. А самолет мчится со скоростью 900 километров в час на огромной высоте, и рулями его командуют маленькие волчки, каждый из которых может свободно на ладошке поместиться.
     
      ВОЛЧКИ ЛЕТЯТ В КОСМОС
      Но если самолетом еще удается управлять без автопилота, то на космической ракете без волчков обойтись никак невозможно. Не будь их — не смог бы полететь в космос Юрий Гагарин и другие герои-космонавты. Не было бы орбитальных станций и рейсов автоматических аппаратов к далеким планетам. Ничего бы этого не было.
      По космическим меркам человек думает слишком медленно. Если космонавт затратит всего одну секунду на то, чтобы решить, как и что делать, ракета пролетит за это время 8 километров!
      Колоссальная скорость полета, огромная точность, с которой нужно ракетой управлять, не позволяют человеку взять управление на себя. Это делают за него автоматы, в том числе такие, внутри которых быстро вращаются волчки.
      И ракета, поднимаясь в небо, может, подобно самолету, отклонить нос туда или сюда. И она может накрениться. Может также сбиться с заданного курса. А этого допустить никак нельзя. Поэтому на ракете нужны волчки. Один следит за отклонением носа. Другой — за креном. Третий — за курсом. И если необходимо, действуют на рули.
      Волчки управляют ракетой, когда она стартует с космодрома, помогают выводить ее на орбиту вокруг Земли. Однако и там, в космосе, дел у них не убавляется.
      Ты, конечно, видел на фотографиях или по телевизору, что по бокам у космического корабля распростерты большие крылья. Но это вовсе и не крылья, а солнечные батареи. На орбитальной станции «Мир» они тоже есть.
      «Крылья» покрыты особыми пластинками. Под действием солнечного света в них возникает электрический ток. А электрическая энергия очень нужна в космосе. Она обогревает корабль и станцию, на ней работают многочисленные приборы.
      Чтобы энергии было вдоволь, батареи всегда должны быть повернуты к Солнцу. За этим строго следят волчки. Они же удерживают корабль в правильном положении, когда тот подходит и причаливает к орбитальной станции.
      Но если на космическом корабле, где есть космонавты, волчки крайне необходимы, то на автоматических межпланетных станциях и подавно. И там они всегда в работе, всегда начеку, ведут станцию к Венере или Марсу строго по заданной трассе.
      Был когда-то волчок лишь детской игрушкой. Потом стал научным прибором. Начал служить на море. Наконец поднялся за облака. А теперь уже и в космосе летает. Все-таки удивительная это штука — волчок!
     
      ЗНАКОМЫЙ НЕЗНАКОМЕЦ
      Настоящий гироскоп тебе пока не сделать. Даже взрослому человеку, мастеру, вручную, без сложных станков и специальных материалов хороший гироскоп не изготовить. Другое дело — волчок, вращающийся быстро и долго. Сделать его под силу
      и можно с ним провести любопытные опыты, понаблюдать за его поведением. Вот я и предлагаю тебе заняться изготовлением
      Возьми кусок фанеры толщиной 4 миллиметра и циркулем начерти на нем круг диаметром 100 миллиметров. Аккуратно выпили кружок 1, напильником выровняй его края. Старайся, чтобы получился диск правильной формы, вырезанный как раз по линии, начерченной циркулем.
      Точно в центре диска проделай отверстие диаметром около 6 миллиметров. В это отверстие вставь ось 2. Выстрогай ее из ровной палочки. Сделай это также как можно аккуратнее (при изготовлении прибора, подобного гироскопу, точность и аккуратность особенно важны и необходимы.
      Ось должна плотно входить в отверстие диска, а сам он ровно, без перекосов и зазоров, ложиться на выступ наконечника Так же плотно должна надеваться на ось катушка 3, предназначенная для намотки пускового шнура. А вот катушке 4, напротив, нужна свобода. Здесь ось сделай немного тоньше, чтобы верхняя катушка могла легко вращаться и сниматься. Говоря точнее, это не полная катушка. Один буртик у нее отпили и гладко зачисти торец. Ось тоже отполируй мягкой наждачной бумагой.
      Понадобится тебе еще метра полтора крепкого тонкого шнура, например, лески из капрона. Намотай шнурок на нижнюю катушку, надень на ось верхнюю. Поставь волчок прямо и, держась рукой за верхнюю катушку, резко потяни за шнурок. Волчок придет в быстрое вращение. После этого верхнюю катушку можно снять. Волчок будет продолжать вращаться, пока силы трения и сопротивление воздуха не остановят его.
      Чем ровнее, чем глаже поверхность, тем дольше вращается наш «гироскоп». Довольно долго он вертится на донышке тарелки. Здесь и опыт можно провести.
      Запусти волчок посильнее. Потом быстрым, резким движением взмахни тарелкой и подбрось волчок сантиметров на 20 — 30 вверх (рисунок 43). Он взлетит не кувыркаясь и так же ровно, устойчиво «приземлится» на тарелку, продолжая вращаться как ни в чем не бывало.
      И все же ось волчка не всегда стоит строго вертикально, ровно. Понаблюдай за ней. Видишь, она чуть качается, описывает в воздухе конус. Ученые это давно заметили и назвали такое движение волчка латинским словом «прецессия».
      Она возникает вследствие того, что наш
      волчок не уравновешен полностью. С одной стороны его диск чуть тяжелее. Кроме того, при запуске волчка строго вертикально поставить его не удается. Сила тяжести и вызывает прецессию. Прилепи к краю диска маленький кусочек пластилина, и ты заметишь, что прецессия усилится.
      Любопытно: подобное же движение совершает и наш земной шар. Ведь он тоже волчок.
      Чтобы еще раз убедиться в свойстве волчка сохранять свое положение постоянным, сделай простой, но интересный опыт.
      Вырежь из картона кружок диаметром 180 миллиметров. В центре кружка проткни отверстие и продень в него шнурок длиной около метра (рисунок 44). Чтобы шнурок не выскочил, привяжи к нему спичку. Повесь кружок в проеме двери, и можно приступать к опыту.
      У тебя получился маятник. Качни его. Кружок будет болтаться как попало. Это естественно. Так и должно быть. А теперь возьмись за спичку, натяни шнурок, а другой рукой резкими ударами по ребру кружка сильно его раскрути.
      Отпусти маятник. Совсем другое дело! Никаких вихляний, кувырков. Кружок качается, сохраняя один и тот же наклон, постоянное положение своей невидимой оси вращения. Да и как же иначе? Ведь он — волчок!
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      Если в автомобиле установить волчок и быстро его вращать, то машина может иметь всего два колеса, как велосипед или мотоцикл. Она не будет падать не только во время движения, но даже на стоянке. Такую необыкновенную устойчивость ей придаст волчок. И двухколесные автомобили уже построены. Правда, опытные, для испытаний.
      Оказалось, что с морскими волнами можно бороться при помощи тяжелых волчков. Их устанавливали внутри больших пассажирских судов. Устойчивость волчков передавалась океанским пароходам, и те шли спокойно, почти не качаясь даже при сильном волнении.
     
     
      С неба пешком
     
      ПРИБОР БРАТЬЕВ ДОРОНИНЫХ
      Было время, когда с парашютом отваживались прыгать лишь немногие. Самый первый прыжок с воздушного шара был совершен осенью 1797 года французским воздухоплавателем Жаком Гарнереном.
      В тот день в парижском парке Монсо собрались тысячи людей. Отвага Гарнерена была всем известна. Он совершал удивительно смелые полеты. Но броситься вниз с головокружительной высоты! Такого еще никто и никогда не делал.
      Полет начался в шестом часу вечера. Под шаром был прикреплен шелковый купол парашюта. На его шнурах висела корзина с воздухоплавателем.
      Спустя несколько минут шар поднялся на высоту километра и казался не больше мяча. Здесь Гарнерен перерезал веревку, соединявшую шар с парашютом. Корзина вместе с воздухоплавателем стремглав полетела вниз. «Это выглядело столь устрашающе, — вспоминал один из зрителей, — что крик ужаса пронесся в толпе».
      Однако парашют быстро раскрылся. Гарнерен, стоя в корзине, размахивал флагом. Люди кричали, хлопали в ладоши. Через несколько минут бесстрашный воздухоплаватель находился уже на земле.
      С воздушного шара прыгать было довольно просто. Но вот появилась авиация. Первые самолеты часто падали и губили под своими обломками пилотов. Конструкторы задумались: как применить парашют и на самолете, как разместить его на быстро летящей крылатой машине? Задача оказалась нелегкой.
      Пробовали укладывать купол и стропы парашюта на фюзеляж самолета, под специальную крышку. Считалось, что при аварии летчик потянет за рычаг, сбросит крышку, парашют раскроется и вытащит пилота из кабины.
      А если на самолете случится пожар? Или купол парашюта зацепится за хвостовое оперение аэроплана? Что делать тогда? Это был плохой, неудачный парашют.
      Выход нашел наш, русский изобретатель Глеб Евгеньевич Котельников. Произошло это в 1910 году. Интересно, что Котельников не был ни летчиком, ни инженером. Он был драматическим артистом.
      Однажды на авиационных состязаниях Котельников увидел, как самолет русского авиатора Льва Мациевича разрушился в воздухе на высоте 400 метров. Мациевич выпал из машины и разбился насмерть.
      «Гибель молодого летчика, — вспоминал Глеб Евгеньевич, — глубоко меня потрясла. Я решил во что бы то ни стало построить парашют, предохраняющий жизнь пилота от смертельной опасности. Я превратил свою небольшую комнату в мастерскую и более года работал над изобретением нового парашюта».
      Котельников предложил укладывать купол и стропы парашюта в ранец, который с помощью ремней крепился бы на спине пилота. В опасную минуту летчик должен был покинуть самолет, раскрыть ранец, купол парашюта оказался бы на свободе и через секунду-другую наполнился воздухом.
      Это была блестящая идея. Авиационные парашюты, действительно, стали ранцевыми. Родился парашютизм — спорт смелых и отважных. Парашютисты прыгали с огромных высот. Камнем неслись к земле, совершая затяжные прыжки.
      Но чем больше развивался парашютизм и росли рекорды, тем все нужнее становился прибор, который сам, автоматически раскрывал бы парашют в заданное время, на заданной высоте.
      Мало ли что может случиться с летчиком? Болезнь, ранение. Пилот не в состоянии раскрыть парашют. Тогда за него это сделает автомат.
      Снова изобретатели принялись за работу. Из всех приборов, предложенных в 30-е годы и рассмотренных строгой комиссией, лучшим оказался автомат трех московских студентов, трех братьев — Николая, Владимира и Анатолия Дорониных.
      Они учились в железнодорожном институте, но сильно заинтересовались парашютным автоматом. Не сразу им удалось создать этот прибор — небольшую коробочку с часовым механизмом внутри. Настойчивость, упорный труд победили.
      Надежность прибора Дорониных была поразительной. Во время испытаний братья забивали своим изобретением гвозди, со всего размаха бросали его на пол, а прибор все равно срабатывал в положенное время.
      Парашютный автомат братьев Дорониных был хорошо принят советскими летчиками и парашютистами. Поднимаясь в воздух, они никогда не забывали присоединить его к парашюту. Многим из них автомат спас жизнь, вовремя раскрыв парашют.
      Конечно, за минувшие годы парашютные автоматы значительно усовершенствовались. В них теперь используется не только часовой механизм, но и прибор, «чувствующий» высоту (по изменению давления воздуха). Автоматы стали еще надежнее и точнее.
     
      ПАРАШЮТ РАСКРЫВАЕТСЯ САМ
      Давай и мы займемся парашютной автоматикой. Сначала сделаем модель парашюта (рисунок 45), которая может пригодиться тебе во время игр на воздухе, где-нибудь на лужайке, вдали от деревьев, крыш и электрических проводов.
      Парашют раскрывается сам. Однако для него не понадобится сложный автоматический прибор вроде того, что был создан братьями Дорониными. У нас все будет значительно проще.
      Начинай с главного. А главное у парашюта — это его купол 1. Для него лучше взять небольшой лоскут легкой синтетической ткани (желательно яркого цвета). Выкрои кружок. Края его полезно обметать, чтобы нитки на кромке держались прочнее. В центре купола проткни гвоздем маленькое отверстие.
      Раздели кромку купола на двенадцать равных частей и в отмеченных карандашом местах пришей двенадцать строп из тонких шелковых ниток. Готовая стропа должна иметь длину 200 миллиметров.
      На конце каждой стропы завяжи петельку. Петельки понадобятся для крепления строп к палочке-стреле 2.
      На расстоянии 250 миллиметров от начала стрелы сделай две маленьких «зарубки» и к ним с помощью нитки, вдетой в петельки, привяжи стропы парашюта. Верхний конец стрелы продень в отверстие купола и обвяжи ниткой. С этой целью на конце стрелы также делаются «зарубки».
      Осталось изготовить катапульту — несложное, но ответственное устройство. Делается катапульта из двух катушек 3, склеенных буртиками. Перед тем как склеивать катушки, у нижней отпили один буртик.
      Стрела с парашютом выбрасывается в воздух, при помощи резиновых лент 4. Их можно отрезать от медицинского резинового бинта (он продается в аптеках) или от велосипедной камеры. Для того чтобы увеличить силу броска, ленты лучше взять двойными. Крепятся (привязываются) они к катушке при помощи тонкой проволоки и сверху обматываются изоляционной лентой.
      Нижние концы лент прикрепи к кожаному или клеенчатому «язычку» 5. Он будет служить упором для стрелы. Привязывать здесь следует вдвоем. Концы лент продень в отверстия «язычка». Растяни резину, а твой помощник туго обмотает ее проволокой.
      Для запуска парашюта вставь стрелу в катапульту до упора. Левой рукой возьмись за верхнюю катушку, а правой сильно натяни ленты вместе со стрелой. Направь катапульту вверх и отпусти стрелу. Она взлетит метров на 20. Поток воздуха будет сначала прижимать купол к стреле и не позволит ему раскрыться. В верхней же точке, наоборот, воздух ворвется под купол и раскроет его. Парашют вместе со стрелой начнет плавно снижаться.
     
      ПОЛЕТ НА СТРЕЛЕ
      Занятная получилась модель, но можно сделать и более интересный парашют, снабженный автоматом для раскрытия купола (рисунок 46 а, б). Правда, этот автомат будет работать иначе, чем настоящий. Там, как я уже сказал, используется часовой механизм и прибор, «чувствующий» изменение давления воздуха с высотой. Самому такой не изготовить. В нашем автомате мы используем силу трения. А чтобы забросить парашют высоко вверх, применим лук.
      Лук — давнее изобретение. Искусными лучниками были египтяне и древние греки. И все же самые лучшие старинные луки ни в какое сравнение не могут идти с современными спортивными, сделанными из особого дерева, пластмасс и металлических сплавов. Столь совершенный лук нам с тобой, конечно, тоже не смастерить. Сделаем попроще, и нас он вполне устроит.
      Заготовь прут длиной метра полтора и толщиной в самой толстой части миллиметров 20 — 30. Лучше всего брать ясень, клен, орешник или дуб. Но подойдут и другие породы деревьев.
      Очисти прут от коры, аккуратно срежь сучки и оставь на несколько дней сушиться.
      Утолщенную часть прута обстрогай так, чтобы она была примерно равной по толщине второй, более тонкой части. На концах сделай вырезы для крепления тетивы из прочного крученого шпагата.
      Расстояние от середины лука до тетивы должно быть равно 14 — 15 сантиметрам. Проверить это легко и без линейки. Положи кулак на середину лука и отставь вверх большой палец. Если палец касается тетивы, значит, все в порядке.
      Отложи лук в сторону и займись парашютом. Как и в первой модели, он вырезается из легкой синтетической ткани, но больше по размеру. Диаметр его — 400 миллиметров. Он имеет восемь строп. Внизу к стропам привяжи грузик, например, небольшой гвоздь.
      Ну а теперь перейдем к самому сложному — к изготовлению стрелы. Это необычная стрела. На ней крепится ранец с парашютом. На ней же находится и автомат, который раскрывает парашют, когда стрела поднимется высоко вверх.
      Нужен ровный прут длиной 800 миллиметров и толщиной в основании 12 — 13 миллиметров. Очисти его от коры, сучков и высуши.
      Из железной проволоки (для этого очень подходят разогнутые канцелярские скрепки) сделай на стреле петельки 1,2, 3, 4. Для этого тонким гвоздиком пробей в стреле отверстия. Вставь в них петли, а концы проволоки загни так, как показано на рисунке.
      Ближе к концу стрелы проволокой прикрепи ранец 5. Выкраивается он из лоскута какой-нибудь тонкой ткани. На одной стороне ранца сделай прорезь, а на другой — проволочную петельку (для нее также можно использовать канцелярскую скрепку).
      Для шпильки 6 нужна железная или медная проволока толщиной миллиметра полтора. К этой шпильке при помощи проволочного кольца присоедини резиновый жгут 7, состоящий из восьми резиновых полосок шириной 5 миллиметров. Они отрезаются от медицинского резинового бинта или велосипедной камеры. К другому концу жгута прикрепи крючок 8.
      Почти у самого начала стрелы привяжи резинку 9, а к ней — крючок 10.
      Перед петлей 2 на стрелу аккуратно намотай резинку 11. Для нее нужно использовать одно из тех колец, какими упаковывают продукты. Кольцо надо разрезать. Получится резиновый шнурок. Кончик его привяжи к стреле тонкой проволокой. Затем, сделав четыре витка, привяжи и другой кончик.
      Осталось совсем немного. К резинке 9 привяжи прочную нитку длиной миллиметров 300, а к нитке — шпильку 12, сделанную из канцелярской скрепки. Отмерь еще около метра той же нитки и к концу ее привяжи шпильку 13, также сделанную из скрепки.
      Можно сказать, что работа закончена, автомат готов к действию. Заряди его.
      Не зацепляя крючок резинок 7 за петлю 4, продень большую шпильку 6 в петлю 2, далее — под первый виток резинки 11, наконец — в петлю 1. Шпильку расположи так, чтобы ушко ее находилось между петелек 3, и вставь в них и ушко шпильку 13. Затем натяни резинки 7 и зацепи их крючком 8 за петлю 4. Натяни также и резинку 9 и крючок ее зацепи за большую шпильку позади петли 2.
      Настал момент и парашют уложить. Это несложно. Сверни купол тючком, положи на раскрытый ранец, закрой его, продень в прорезь петлю и запри ранец шпилькой 12. Длинную нитку привяжи к середине лукд.
      Все, автомат взведен. Стрелу с парашютом можно отправлять в полет. Направив лук стрелой вверх, натяни тетиву (следи при этом, чтобы длинная нитка не зацепилась за что-нибудь) и выстрели. Что же произойдет?
      Длинная нитка натянется и выдернет шпильку 13. Резинки 7 начнут вытягивать длинную шпильку из-под резинки 11. Последняя станет тормозить движение шпильки. Та должна освободиться лишь к тому моменту, когда стрела достигнет наибольшей высоты. В это же время отцепится и крючок резинки 9. Она потянет за привязанную к ней нитку и выдернет шпильку 12, то есть раскроет ранец. Парашют вылетит на свободу и наполнится воздухом. Стрела же упадет на землю.
      • Но не думай, что все получится так легко и просто. Прежде чем автомат начнет хорошо работать, его надо отрегулировать. Сила трения непостоянна, а от нее зависит скорость движения большой шпильки и, значит, время, через которое парашют раскроется. Время это можно уменьшить, если шпильку
      смазать каким-нибудь жиром, и увеличить, если продеть ее под два или три витка резинки 11. Не сразу регулировка удастся. Не исключены и «аварийные» запуски. Только хорошо отлаженный автомат будет работать надежно.
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      На большой скорости у летчика просто не хватит сил покинуть потерявший управление самолет. Ураганный поток воздуха буквально приковывает его к сиденью. Вот почему потребовалась катапульта — кресло, которое выбрасывается из кабины вместе с летчиком взрывом порохового заряда. От пилота требуется лишь одно — потянуть за красную ручку. Все остальное произойдет автоматически.
      Американскими конструкторами созданы сверхзвуковые самолеты с отделяющимися кабинами. При аварии летчики могут включить специальный ракетный двигатель, кабина отделится от самолета, и над ней автоматически раскроется парашют.
      Когда по телевизору будут показывать запуск нашей космической ракеты, присмотрись внимательно к ее верхушке. Ты заметишь там утолщение, похожее на шляпку гриба. Под «шляпкой» установлены пороховые ракетные двигатели системы аварийного спасения, сокращенно — САС. «Шляпка» прикреплена к космическому кораблю. Если случится авария, часть корабля вместе с космонавтами автоматически отделится и ракетные двигатели САС унесут ее подальше вверх. А там раскроется огромный парашют, и космонавты плавно опустятся на землю.
      Сложной была посадка советских автоматических станций на планету Венера. Три парашюта один за другим должны были раскрыться: вытяжной, увода, главный. Потом главный парашют отстреливался, и аппарат уже до самой поверхности планеты опускался на тормозном щитке. Он, подобно полям шляпы, опоясывал станцию. Только так и удавалось затормозить стремительный полет межпланетного автомата и сделать посадку его безопасной.
     
     
      В глубинах морей и океанов
     
      БАТИСФЕРА
      Нелегок был путь человека в небесные выси, но так же непросто было проникнуть ему и в морские пучины. В начале 30-х годов стало известно о смелых опытах американских исследователей В. Биби и О. Бартона. Первый был ученым-зоологом. Второй — инженером. Объединило их желание побывать в таинственных океанских глубинах.
      Требовался аппарат, который позволил бы осуществить дерзкий замысел. И Бартон такой аппарат создал.
      Это был прочный стальной шар диаметром около полутора метров. Внутри шара помещались баллоны с кислородом, устройство для поглощения углекислого газа, выделяемого при дыхании, прожектор, вентилятор, телефон и научные приборы. Биби и Бартон с трудом протискивались через небольшой люк (к счастью, оба были худощавыми людьми) и занимали места в тесной кабине.
      Батисфера (такое название аппарат получил от греческих слов: «батис» — «глубина» и «сфера» — «шар») была отлита из самой прочной стали. Но риск оставался серьезный. От напора воды могли лопнуть кварцевые стекла трех окошек-иллюминаторов. Вода могла прорваться в том месте, где в батисферу проходил телефонный провод.
      И все же главная опасность заключалась не в этом. При спуске в море батисфера раскачивалась на стальном тросе в палец толщиной. Если бы трос, не выдержав натяжения, оборвался, батисфера, весившая две с половиной тонны, упала бы на морское дно. Поднять ее с большой глубины никто бы уже не смог. Обрыв троса означал для исследователей верную гибель.
      Но Биби и Бартон были отважными людьми. Они неоднократно погружались в своем аппарате, каждый раз на все большую и большую глубину. В августе 1934 года исследователи достигли глубины 923 метра. Этот рекорд продержался пятнадцать лет.
      Как сделать спуск на рекордные глубины более безопасным? Над этим задумался и основоположник космонавтики К. Э. Циолковский. Ученый предложил отказаться от привязных батисфер. Глубоководный аппарат, утверждал он, должен обладать способностью плавать, как поплавок.
      Корпус аппарата Циолковского тоже имел форму шара. Снизу ученый планировал прикрепить груз — балласт. С грузом аппарат плавать не мог и, опущенный в море, начал бы погружаться.
      Достигнув дна и выполнив научные наблюдения, гидронавты должны были сбросить груз. Тогда аппарат устремился бы к поверхности.
     
      НЕУГОМОННЫЙ ПРОФЕССОР
      Подобный аппарат был построен, но самых больших глубин и на нем достигнуть не удалось. Требовался подводный снаряд какой-то особенной конструкции. Изобрел его швейцарский профессор Огюст Пиккар.
      Любопытнейшим человеком был этот профессор. Ты помнишь Жака Паганеля, героя романа Жюля Верна «Дети капитана Гранта»? Так вот, Огюст Пиккар внешне да и поведением очень напоминал Паганеля. Долговязый, в больших очках, с длинными до плеч волосами. Он одинаково хорошо мог писать и левой и правой рукой, чем приводил в восторг своих студентов. Рассеянный, он часто забывал пообедать, если ему не напоминали об этом.
      Прежде чем осваивать морские глубины, Пиккар построил гигантский воздушный шар и поднялся на нем на высоту 16 километров, в стратосферу. Он говорил: «Открывать новые страны, взбираться на высочайшие вершины, странствовать по неизвестным небесным просторам, пронзать лучом прожектора царство вечной тьмы — да, ради этого стоит жить».
      Глубоководный аппарат Огюста Пикка
      ра был чем-то вроде подводного дирижабля. У него имелся поплавок — большой бак, наполненный бензином. К поплавку крепилась прочная стальная гондола — шарообразная кабина для гидронавтов.
      Кроме того, в аппарате находился запас балласта — железной дроби. Под ее тяжестью аппарат медленно опускался на дно. Понемногу высыпая дробь, скорость спуска замедляли. Выпуская из поплавка бензин, спуск, наоборот, можно было ускорить.
      Подводная лодка, даже самая лучшая, не может опуститься на те глубины, на какие аппарат Пиккара погружался совершенно свободно. Лодку невозможно сделать такой же прочной, как гондола подводного дирижабля. Не боится напора воды и его поплавок с бензином. Вот почему аппарат выдерживал колоссальное давление и достигал рекордных глубин. Пиккар назвал его «батискафом», что в переводе с греческого означает «глубоководный корабль».
      Много раз сам изобретатель погружался в море. Он достиг таких глубин, о которых раньше даже не мечтали. А в конце 1960 года сын профессора, Жак Пиккар, опустился в батискафе «Триест» в Марианскую впадину, на глубину почти 11 километров. В самое глубокое место Мирового океана.
      Гондола слегка потрескивала от напряжения. Однако не это взволновало в тот миг Жака Пиккара. Его поразило другое: он увидел рыбу, настоящую рыбу с хвостом и плавниками. Небольшую, длиной всего сантиметров 30. Но живую! Это был ответ ученым, которые не верили, что на глубине 11 километров живут рыбы.
     
      БАТИСКАФ-АВТОМАТ
      Сделаем и мы с тобой модель глубоководного аппарата. Он будет напоминать батискаф Пиккара и действовать автоматически (рисунок 47). У модели — деревянный корпус-поплавок 1, немного похожий на корпус настоящего батискафа. Внизу подвешен груз 2, напоминающий гондолу глубоководного корабля.
      В качестве груза используй большую гайку (под винт диаметром 18 миллиметров). Если не найдется подходящей гайки, можно взять округлый камешек, обвязать его проволокой и сделать петельку для подвешивания.
      Грузик удерживается между двумя стойками из жести 3 (они прибиваются к корпусу гвоздиками). Грузик висит на штырьке 4, сделанном из канцелярской скрепки или простой проволоки.
      Опыты с моделью батискафа лучше всего проводить в ванне, налив в нее побольше воды. Когда модель батискафа утяжелена грузиком, она плавно идет вниз и ложится на «грунт». А что же заставит ее всплыть? Нужен автомат, который бы отделил грузик.
      Сделай его так. К штырьку, на котором висит грузик, прикрепи двойную резинку 5 и зацепи ее за гвоздик в корме батискафа. Резинку можно взять любую: от авиамодельного мотора, отрезать ленточку от резинового бинта или велосипедной камеры.
      Резинка натянется, но вытащить штырек из стоек не сможет. Этому будет мешать кусочек (столбик) сахара 6, вставленный между штырьком и упором из двух гвоздиков без шляпок (на рисунке они хорошо заметны).
      Когда же аппарат опустится на дно и полежит там минутку-другую, «выполнит задание», сахар растает, резинка выдернет штырек, освободит груз, и батискаф благополучно поднимется на поверхность «моря».
     
     
      Ветер и автоматика
     
      ОТКУДА ДУЕТ ВЕТЕР!
      Как определить, откуда дует ветер — северный он или южный, западный или восточный? Для этого еще в давние времена был изобретен флюгер — стрела с хвостовым оперением. Воздушный поток нажимал на ее хвост и поворачивал стрелку концом как раз в ту сторону, откуда дул ветер. Флюгер послушно следовал за направлением ветра. Недаром и поговорка сложилась: «Послушный, как флюгер».
      Иногда флюгеры делались в виде фигур людей, зверей, ярко раскрашивались или даже покрывались золотом. В центре Таллинна, столицы Эстонии, на высокой башне есть знаменитый флюгер «Старый Томас». Он изображает старинного солдата, охраняющего город.
      Мы с тобой сделаем флюгер без особых украшений, но зато особенный по другой причине (рисунок 48 а, б). Он позволит определять направление ветра, не выходя из комнаты. Большое удобство! На улице дождь, мокнуть не хочется. А в этом и необходимости нет. Повернул выключатель — и видишь: ветер — северный, восточный, западный...
      Такой флюгер можно назвать родственником автоматических устройств, так как он сам передает свои показания на большое расстояние электрическими сигналами.
      Его стрелку 1 сделай из деревянной рейки. Спереди рейку заостри. Сзади пропили паз для хвостового оперения 2. Впрочем, пропил не обязателен. Оперение, фанерку, можно просто прибить к рейке.
      Теперь определи, где находится центр тяжести стрелы с оперением. Для этого положи ее на ребро тонкой линейки или лезвия ножа и найди такое положение, когда она находится в равновесии: ни нос, ни хвост не перевешивают. Отметь карандашом положение линейки и в этом месте гвоздем пробей отверстие для оси.
      Флюгер поворачивается на оси 3, сделанной из гвоздя. Гвоздь без шляпки вбивается в круглую деревянную стойку 4. Стрела должна двигаться легко, но в то же время не болтаться, хорошо держаться на оси.
      Для подачи сигналов флюгер снабжен указателем 5. Согни его из медной или алюминиевой проволоки толщиной 1,5 — 2 мм. и укрепи на стреле. К концу указателя привяжи кисточку 6 из мягкой тонкой проволоки. Длину кисточки возьми с запасом. При наладке флюгера лишнее можно будет обрезать.
      Обрати внимание, что указатель скреплен со скобкой 7. Она делается из алюминия или жести и прибивается к стреле. Отверстие в скобке пробей уже после того, как закрепишь ее. Оно должно совпадать с отверстием в стреле.
      Выпили из фанеры кружок 8. Диаметр внутреннего отверстия в нем должен быть таким, чтобы кружок плотно сидел на стойке 4.
      Перед тем как надеть фанерный кружок на стойку, прибей к нему другой кружок из тонкого алюминия. После этого металлический кружок разрежь перочинным ножом на четыре равные части — сектора 9 и в каждом проколи или пробей невдалеке от наружной кромки по отверстию. Они понадобятся для того, чтобы прикрепить провода.
      Кружок 8 можно надеть на стойку 4. Он будет держаться прочнее, если его укрепить при помощи упора 10 — деревянного брусочка, прибитого к стойке.
      К секторам 9 привяжи провода. Концы их должны быть хорошо зачищены от изоляции, продеты в отверстия в секторах и надежно прикручены. Длину проводов надо выбирать с таким расчетом, чтобы можно было протянуть их от места установки флюгера до сигнальной дощечки — пульта 11.
      Еще один провод прикрепи у самого основания оси 3, а поверх надень шайбочку 12. Сделай ее из жести.
      Надень флюгер на ось и покрути из стороны в сторону, проверь легкость его вращения. Ножницами подстриги кисточку 6 так, чтобы она плавно и мягко скользила по алюминиевому кружку, не задевала за края разрезов, не задирала их, но в то же время касалась двух соседних секторов. Это очень важно. Если кисточка будет касаться в месте разреза лишь одного сектора, флюгер не сможет посылать на пульт правильные сигналы.
      Но пора заняться и самим сигнальным пультом. Именно на нем должно быть видно, какое положение занимает в данный момент флюгер и, значит, в каком направлении дует ветер.
      Для пульта тебе понадобятся фанерка и две рейки. Кроме того, четыре лампочки от карманного фонарика и батарейка к ним, шесть винтиков с гайками, небольшие гвозди и полоска жести.
      По рисунку сделай разметку фанерки 11. Циркулем начерти на ней круг диаметром
      110 миллиметров. Здесь должны быть установлены лампочки. Проведи четыре линии, пересекающие круг и делящие его на восемь равных частей. Поставь обозначения: «С» (север), «Ю» (юг), «3» (запад), «В» (восток). А те места, где будут находиться лампочки, обозначь так: «СЗ» (северо-запад), «СВ» (северо-восток), «ЮВ» (юго-восток), «ЮЗ» (юго-запад).
      К фанерке прибей две рейки 13, обрезав их как раз по ширине пульта. Рейки будут служить опорами.
      Лампочки в отверстиях должны сидеть плотно. Один контакт, 14, сделай из алюминия, другой, 15, из жести. Выключатель 16 также делается из жести.
      Батарейку 17 прикрепи с нижней стороны пульта двумя проволочками.
      У края пульта, также с нижней стороны, вбей пять гвоздиков 18 для крепления проводов.
      Можно собирать электрическую схему флюгера. Не торопись. Найти ошибку будет труднее, чем сделать все постепенно и правильно.
      Сначала соедини друг с другом все алюминиевые контакты 14 и общий провод от них прикрепи к одной из пластинок батарейки. Вторую пластинку ее соедини с винтиком выключателя 16, а второй винтик выключателя — с одним из гвоздиков 18. Против гвоздика напиши букву «О» (общий).
      К каждому из контактов 15 подсоедини свой провод, всего четыре, а провода эти — к гвоздикам 18. Против одного гвоздика напиши «ЮЗ», против другого — «ЮВ», против третьего — «СВ», наконец, против четвертого — «СЗ».
      К тем же четырем гвоздикам подключи провода, которые ты прикрепил раньше к секторам 9.
      Чтобы это сделать правильно, тебе понадобится магнитный компас. По компасу надо так укрепить стойку флюгера, чтобы разрезы на кружке 8 «смотрели» строго по сторонам света: один — на север (на торце кружка поставь букву «С»), другой — на юг (обозначь его буквой «Ю»), третий — на запад («3»), четвертый — на восток («В»). После чего уже не составит труда обозначить сокращенно, какой из секторов кружка соответствует северо-западу, какой — северо-востоку и так далее.
      Установив флюгер и разметив кружок 8, легко разметить и провода, идущие от секторов. Привяжи к каждому проводу по бумажке с надписями: на одной — «СЗ», на другой — «СВ», на третьей — «ЮЗ», на четвертой — «ЮВ».
      Соединяя флюгер с сигнальным пультом, надо строго учитывать эту разметку и соединять «северо-западный» провод именно с «северо-западным» гвоздиком, а, скажем, «юго-восточный» — с «юго-восточным».
      К гвоздику, обозначенному буквой «О», подсоедини провод, прикрепленный к оси 3.
      Как же работает пульт? О чем сигнализируют его четыре лампочки?
      Если схема собрана правильно, то «прочесть» показания пульта нетрудно. Горит лампочка, стоящая рядом с обозначением «СЗ», — значит, дует северо-западный ветер. Если же горят одновременно две лампочки, «СЗ» и «СВ», то можно с уверенностью говорить: «Ветер — северный».
      Для удобства пользования пультом сделай такую табличку.
      КАКИЕ ЛАМПОЧКИ ГОРЯТ | НАПРАВЛЕНИЕ ВЕТРА
      Взглянул в табличку — и все сразу становится ясным.
     
      СИЛЬНО ЛИ ДУЕТ ВЕТЕР!
      Но знать лишь направление ветра — мало. Ветер бывает разным — слабым, средним, сильным. А сила его определяется скоростью, то есть тем расстоянием, которое преодолевается воздушным потоком (он и есть ветер) за одну секунду.
      Можно услышать, как говорят: «Слабенький сегодня ветер, всего два-три метра в секунду».
      Верно, при таком ветре листья на деревьях начинают шелестеть, и только.
      Но чем больше скорость ветра, тем больше его и сила. При скорости 6 — 8 метров в секунду — умеренном ветре — качаются ветки. При ветре 9 — 10 метров в секунду — свежем — шумят верхушки деревьев, а на воде появляются волны.
      У сильного ветра скорость — 11 — 12 метров в секунду. При 16 18 метрах в секунду ломаются ветви деревьев. Ветер со скоростью 20 метров в секунду — страшен. Это уже шторм. Он срывает с домов крыши, вырывает с корнем деревья. Сильнее и страшнее шторма — ураган, когда ветер дует со скоростью 30 метров в секунду и более.
      Однажды в Англии разразился сильнейший ураган. Он вырвал с корнем, сломал и раскидал на огромном пространстве более двухсот тысяч деревьев. Разрушил около тысячи домов. Разбил о прибрежные камни множество судов. В этом урагане погибло несколько тысяч человек. И подобные случаи не редки.
      Для определения скорости ветра тоже есть приборы. Они называются анемометрами (от греческих слов «анемос» — «ветер» и «метрео» — «меряю»). Чаще всего это вертушки. Ветер вращает их. Движение вертушки передается зубчатым колесам счетчика. Посмотрит метеоролог на стрелки счетчика, посмотрит на часы и может вычислить скорость ветра.
      Но уже есть такие анемометры — электронные ветромеры, которые не требуют никаких вычислений, сразу скорость ветра показывают.
      Мы сделаем с тобой автоматический анемометр, но только другой конструкции (рисунок 49). Это тоже вертушка. Для нее нужны три легкие пластмассовые баночки (из-под плавленого сыра) 1. Из алюминиевой проволоки 1,5 — 2 миллиметра толщиной (лучше брать алюминиевую, так как все детали в анемометре должны быть как можно легче) сделай крестовину 2.
      Делается крестовина при помощи гвоздя. Возьми два куска проволоки длиной полметра каждый, сложи вместе и средней частью намотай на гвоздь. Затем свяжи их тонкой проволокой. Три конца разведи под равными углами, а от четвертого оставь лишь кусочек длиной 50 — 60 миллиметров. К трем длинным концам прикрепи баночки.
      Анемометр вращается на оси 3 (используй тот же гвоздь, на котором делал крестовину). Ось вбивается в ровный торец стойки 4. На ось надень шайбочку 5. Сделай ее из жести, алюминия или латуни. Шайбочка уменьшит трение крестовины о торец стойки, сделает вращение более легким. А это очень важно для анемометра, для его хорошей работы.
      К стойке 4 привяжи штырек 6 из проволоки (подойдет та же проволока, что и для крестовины). Для надежности укрепи его еще и гвоздиком 7.
      На крестовине есть кисточка 8 из тонкой проволоки. Перед тем как прикрепить ее, короткий конец крестовины обрежь так, чтобы он не доходил до штырька миллиметров на 5 — 6. Привязав кисточку, подбери ее длину. Кисточка должна легко касаться штырька, не сгибать его, не наклонять.
      К оси 3 присоедини провод (его надо привязать у самого основания оси и закрыть шайбочкой 5). Другой провод прикрути к штырьку 6.
      Провода должны быть достаточно длинными для того, чтобы соединить анемометр с сигнальным пультом. Связывать провода из нескольких кусков не рекомендуется. Это уменьшит надежность работы анемометра.
      Пульт делается из фанерки 9. На ней укрепляется всего одна лампочка 10. Есть выключатель 11, такой же, как у флюгера.
      Электрическая схема анемометра проста, и собрать ее совсем нетрудно. Для присоединения проводов с нижней стороны пульта вбей два гвоздика 12.
      Работает анемометр так. Ветер давит на чашечки и вращает крестовину. При вращении кисточка 8, пробегая мимо штырька 6, на мгновение касается его и тем самым замыкает электрическую цепь, включает лампочку. Та загорается короткими вспышками. Чем больше скорость ветра, тем быстрее вращается крестовина и тем чаще загорается лампочка. Если есть секундомер, можно даже точно подсчитать частоту вспышек. Но делать это не обязательно. Достаточно и «на глаз» оценить скорость ветра: часто мигает лампочка — ветер быстрый, сильный, редко мигает — ветер тихий.
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      Люди, потерявшие зрение, могут читать лишь специальные книги, отпечатанные особыми знаками. Их можно распознавать на ощупь. А вот электронное устройство, изобретенное английскими учеными, способно читать любую книгу. При этом оно переводит обычные буквы в знаки для слепых. Выпуклые «буквы» появляются на пластинке, к которой при чтении нужно прикасаться пальцами.
     
     
      Какая завтра погода?
     
      Знать, какая завтра будет погода, какие ожидаются весна, лето, зима, осень, важно всем. А чтобы это знать, нужно внимательно и регулярно следить за температурой воздуха, его давлением и влажностью, за количеством выпадающих осадков. Существует целая наука о погоде — метеорология. Придуманы различные приборы для наблюдения за погодой. Многие из них автоматически записывают свои показания.
      При помощи барометров определяется давление воздуха. С помощью термометров — его температура. Гигрометры — влагомеры — показывают влажность воздуха. Без этих и других приборов прогнозировать погоду невозможно. А они тоже близкие родственники автоматики.
     
      К ДОЖДЮ ИЛИ К СОЛНЦУ!
      Очень большое влияние на погоду оказывает атмосферное давление, то есть сила, с которой воздух давит на поверхность Земли. Уменьшается давление — дело к дождю идет. Увеличивается — погода будет ясной, солнечной. Для измерения атмосферного давления, как я уже сказал, изобретены специальные приборы — барометры. Но ученые давно приметили, что в природе немало и живых «барометров», например, в растительном мире. Около четырехсот видов растений чутко реагируют на изменение давления воздуха, а значит, и на изменение погоды.
      К примеру, перед дождем акация и горицвет выделяют нектар — сладкий сок, привлекающий насекомых. Сильно пахнет перед дождем смородина. А клен, цветы канны даже «плачут»: на краях их листочков появляются капельки воды. Клевер, мимоза при уменьшении атмосферного давления складывают свои листья. Шиповник, фиалка, одуванчик в этом случае закрывают свои цветы, а кувшинки прячутся под водой. Вот как хитро устроила природа живые «барометры».
     
      БАРОМЕТР ИЗ БУТЫЛКИ
      Но нельзя же все время наблюдать за поведением растений. Да и не всегда растение, чувствительное к давлению воздуха, — рядом. Поэтому давай сделаем простой барометр (рисунок 50).
      Достань большую прозрачную бутылку. Заполни ее на одну четвертую часть подкрашенной водой. Бутылку плотно закрой пробкой, а в пробку так же плотно вставь стеклянную трубочку внутренним диаметром 2 — 3 миллиметра и длиной миллиметров 250 — 300.
      Для барометра крайне важно сохранить плотность. Поэтому пробку по краям и в том месте, где через нее проходит трубка, надо смазать клеем, а когда он высохнет, то еще для верности обмазать и пластилином. Конец трубки должен находиться в воде, но дна не достигать.
      Для того чтобы барометр начал работать, в трубочку следует подуть. Воздух пройдет через воду, и уровень в трубке повысится. Так и надо. Если бутылка укупорена плотно, то давление воздуха в ней (над водой) можно считать постоянным. Вот почему при изменении атмосферного давления уровень воды в трубке станет изменяться.
      Когда давление атмосферы понизится, столбик воды поднимется вверх. Это значит: жди перемены погоды, надвигается дождь. При повышении атмосферного давления столбик воды в трубке, наоборот, опустится: это хорошо, к ясной погоде.
      За показаниями барометра наблюдать будет легче и проще, если к трубке приделать шкалу с делениями. Устроить ее несложно. Возьми полоску картона, начерти на ней риски делений (через равные промежутки) и с помощью клея и двух узеньких бумажных полосок прикрепи к трубке.
      Барометр будет работать точнее, чувствительнее, если бутылку поставить в ящик или банку с опилками. Тогда изменение температуры окружающего воздуха мало скажется на его показаниях.
     
      А ТАК ЕЩЕ ЛУЧШЕ
      Этот барометр посложнее (рисунок 51) и работает по-другому. Сделали его впервые юные техники города Глазова, Удмуртской АССР, под руководством Алексея Александровича Сенюткина — метеоролога и большого мастера. Давай и мы сделаем такой прибор.
      Возьми стеклянную банку 1, хорошо просуши. Накрой резиновой пленкой 2 от воздушного шарика. Натянув пленку, обмотай ее нитками вокруг горлышка банки, а затем еще поверх ниток — изоляционной лентой. Это нужно для того, чтобы добиться хорошей плотности. Если в банку начнет просачиваться воздух, барометр работать не сможет.
      К центру пленки кусочком изоляционной ленты прикрепи нитку 3.
      Банка крепится на фанерной дощечке 4. Но раньше чем установить ее, прибей посредине дощечки стойку 5. В стойке укрепи две оси, 6 и 7.
      Взять оси лучше всего из игры «Конструктор». Они легко крепятся в стойке с помощью двух гаек. Но можно для этой цели употребить и обыкновенные гвозди, срезав с них шляпки. Гвоздь вбивается в стойку (в этом случае ее надо сделать не из фанеры, а из дощечки толщиной миллиметров 10).
      На оси надеваются колесики-шкивы 8. Склеиваются они из картонных кружков (точно так же, как шкив для водяных часов, рисунок 13). К одному из них приклеивается стрелка 9. Шкивы должны легко вращаться. Для чего оси натри графитом от мягкого карандаша, а между гайкой и шкивом непременно поставь металлическую шайбочку.
      Банку установи так, чтобы она располагалась как раз под шкивом со стрелкой. Наметив положение банки (обведи ее карандашом), прибей брусочки 10. Они будут удерживать банку на месте, не позволяя ей сдвинуться в сторону.
      Нитку 3, прикрепленную к резиновой пленке, оберни сначала вокруг шкива со стрелкой, а затем перекинь через второй шкив. К концу нитки привяжи легкий грузик 11.
      Действует барометр следующим образом. Давление воздуха в банке почти постоянно. Поэтому при изменении давления
      окружающего воздуха пленка начнет либо выпучиваться (давление понизилось — к дождю), либо, напротив, прогибаться внутрь банки (давление повысилось — к ясной погоде).
      Пленка потянет за собой нитку, а та повернет шкив со стрелкой. Положение стрелки изменится. Это будет особенно хорошо заметно, если на стойке 5 ты начертишь шкалу с делениями. Сделай также надписи: «К дождю» и «К ясной погоде». Тогда каждому станет понятно, какую погоду следует ожидать.
     
      ВЛАГОМЕРЫ
      Ученые подсчитали, что за год с поверхности океанов, морей, озер и рек испаряется около 450 тысяч, а с поверхности суши — около 70 тысяч кубических километров воды. Весит эта вода более 500 триллионов тонн! Колоссальная масса влаги поднимается вверх в виде прозрачного пара.
      Ясно, что влажность воздуха — содержание в нем водяного пара — также сильно
      влияет на погоду, на климат. От влажности воздуха зависят рост растений, здоровье людей и животных. Сыро, душно — и настроение совсем другое, чем в умеренно сухую погоду. Тогда и работать хорошо, и настроение бодрое.
      Но влажность воздуха быстро меняется. Определять ее по самочувствию не годится. Одному покажется одно, другому — другое. Нет, и для этого нужны приборы, которые по-научному называются гигрометрами.
      Известно, что некоторые вещества имеют свойство поглощать влагу из окружающего воздуха. Оставь во влажном помещении сухую поваренную соль — и через некоторое время увидишь, что соль стала влажной.
      Сильно поглощают влагу пеньковые канаты. Это прекрасно знают моряки. У них есть даже верная примета: если пеньковые канаты начинают заметно набухать, а морские узлы сами собой затягиваться, надо ожидать перемены погоды к худшему.
      Свойство впитывать влагу из воздуха ученые называют гигроскопичностью (от греческих слов «гигрос» — «влажный» и «скопео» — «вижу», «смотреть»).
      Этим замечательным свойством обладают и части хвойных деревьев: древесина, хвоя, шишки. Когда будешь гулять по лесу, обрати внимание на сухие сосновые или еловые шишки, валяющиеся под ногами. Если чешуйки их плотно прижаты, жди неважной погоды. Ну а уж если они задорно растопырились — это верный признак погоды хорошей, сухой, солнечной.
     
      И ШИШКА — ПРИБОР
      Так вот и пусть наш первый влагомер — гигрометр — будет из простой еловой шишки (рисунок 52). Чтобы сделать его, полчаса хватит, а пригодиться он может не раз — в походе, в пионерском лагере, дома, на отдыхе в деревне.
      Это небольшая дощечка. Посредине длинной стороны ее вбей петельку, согнутую из проволоки или тонкого гвоздя, чтобы подвесить прибор на стену, на ствол или столб. Можно сделать и по-другому — вместо петельки просверлить или пробить в дощечке отверстие (у верхней кромки).
      Самое важное — подобрать хорошую средних размеров еловую шишку. Приколоти ее двумя гвоздями к дощечке в наклонном положении. Прибивать надо осторожно, чтобы не повредить чешуек шишки. К одной из чешуек прикрепи тонкую легкую проволочку. Она будет служить стрелкой.
      На дощечке карандашом начерти дугу-шкалу. При плохой погоде, когда чешуйки будут сомкнуты, сделай на шкале первую отметку. В солнечный день сделай вторую. А расстояние между ними разбей на несколько равных частей. Напиши также, что означает движение стрелки в ту или иную сторону.
      Вот и готов шишечный гигрометр. Повесь его на гвоздь в защищенном от дождя месте и пользуйся, наблюдай за погодой.
     
      ГИГРОМЕТР — СОСНОВАЯ ИГОЛКА
      Да, можно и такой влагомер сделать (рисунок 53). Я прочел о нем когда-то в пионерском журнале «Барабан».
      Этот журнал выходил много лет назад. Печатались там рассказы и стихи, а кроме того, давались советы, как и что можно смастерить любопытное.
      В одном из номеров «Барабана» рассказывалось, к примеру, как сделать гигрометр из ветки пихты, точнее, из короткого обрубка ветки. Пихта — это большое хвойное дерево с шишками, напоминающими морковку. Но вместо пихтовой ветки можно взять и сосновую.
      Здесь также понадобится небольшая дощечка, но квадратной формы. Наверху сделай проволочное ушко.
      Чувствительная часть гигрометра, как я уже говорил, это пихтовая или сосновая игла. Срежь ветку с молодого дерева. Оставь от нее небольшой кусочек (длиной около 100 миллиметров) с растущей сбоку тонкой иглой. Она, как длинный коготок, будет торчать в сторону.
      Осторожно, чтобы не сломать иглу, прибей отрезок ветки к дощечке. Иголка при этом должна располагаться над дощечкой, не касаясь ее.
      Прибор требуется, как говорят в технике, оттарировать — разметить. Делается это просто. Поднеси гигрометр к горячей плите. Иголка выпрямится, начнет задираться вверх. В том месте, где она остановится, напиши «солнце». Затем сделай так: подставь гигрометр к носику кипящего чайника. От сырости иголка начнет опускаться. Самое нижнее ее положение тоже отметь и напиши там слово «дождь». А дужку, соединяющую два крайних положения, раздели черточками на десять равных частей.
      И этот гигрометр готов.
     
      ГИГРОМЕТР ПОСЛОЖНЕЕ
      Я рассказывал, что юные техники из города Глазова смастерили отличный барометр. Сделали они и оригинальный гигрометр (рисунок 54). Это уже, можно сказать, настоящий прибор.
      У него есть подставка 1 и стойка 2. Обе вырезаются из фанеры и скрепляются реечкой 3 (прибиваются или приклеиваются).
      «Чувствует» влагу этот гигрометр при помощи полоски из целлофана 4 (он гигроскопичен). Можно использовать также бумагу (например, промокательную).
      Один конец полоски приклей к проволочной петле 5, продетой в отверстие. Другой конец приклей к крючку 6. Этот крючок, как видишь, соединен со стрелкой 7. Сделай ее из алюминиевой проволоки и втулочкой надень на ось 8 — гвоздик без шляпки, вбитый в стойку. Стрелка должна поворачиваться очень легко. Поэтому втулочку и ось 8 непременно смажь графитом. Перед кончиком стрелки начерти шкалу с делениями.
      В твоем распоряжении несколько метеорологических приборов. С их помощью ты сможешь всегда ответить на вопрос: «Какая завтра будет погода?».
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      Во многих местах Земли «дежурят» радиометеорологические станции-автоматы. Они регулярно посылают точные сведения о ветрах и дождях, о температуре воздуха и туманах. Только на территории нашей страны их свыше четырех тысяч, а во всем мире — более десяти тысяч.
      Какая температура воздуха на разных высотах, какое давление и влажность? Об этом сообщают ученым автоматические радиозонды — приборы, подвешенные к небольшим воздушным шарам. Шары запускаются регулярно и достигают высоты 40 километров. Показания зондов очень важны при составлении прогнозов погоды.
     
     
      Автоматика учит
     
      МОЖЕТ ЛИ МАШИНА БЫТЬ УЧИТЕЛЕМ!
      Люди узнают все больше. Делаются новые открытия, новые изобретения. Но когда же всему научиться, все узнать, во всем разобраться? Где для этого взять время? Да и нельзя же целые сутки корпеть над учебниками. И так уже обучение в школе, училище, институте отнимает у человека пятнадцать-шестнадцать лет жизни.
      Но и это еще не все. Известно, что сильно вырастет и число учащихся. Если учиться по-старому, то к 2000 году во всем мире потребуется около семидесяти миллионов учителей. В три раза больше, чем могут выпускать сейчас педагогические институты. Где же взять недостающих педагогов?
      Рассказывают, что древнеегипетский царь Птолемей I спросил ученого Эвклида, не знает ли тот какого-либо кратчайшего пути к познанию геометрии.
      «О повелитель, — ответил Эвклид, — даже для царей в науке нет кратчайших путей».
      Знаменитый ученый был прав. И все же издавна делались попытки отыскать новые, более совершенные способы обучения. Изобретатели старались придумать обучающие машины.
      Еще в середине прошлого века американский ученый и писатель Джон Мюйор соорудил машину, которая открывала нужную страницу учебника на определенное время. Ученику следовало поторапливаться, чтобы успеть прочесть текст и выучить урок. По сторонам глядеть было некогда. Не успел прочесть, вышло время — хлоп — и книга закрывалась.
      Ну что это за обучающая машина? Чему она могла научить? Настоящие обучающие машины появились значительно позже, уже в наше время.
      Не раз приходилось мне слышать, как некоторые ребята радуются, что на уроках их редко спрашивают, редко задают им вопросы. А вот учителя другое говорят: «Чаще бы надо спрашивать, чаще проверять знания у ребят, да где там: врёмени нет. Много ли успеешь за урок, за сорок пять минут!»
      Между тем ученые сделали важные подсчеты. Чтобы учеба шла нормально, чтобы знания у ребят были прочными, учитель должен задавать каждому ученику не менее трех вопросов в минуту. Если в классе 30 учеников, то выходит почти сто вопросов в минуту, за весь урок — свыше четырех тысяч! На каждый вопрос — меньше секунды! Когда же выслушивать ответы?
      А ученые утверждают: за урок ученик должен ответить не менее трехсот раз. Каждый сидящий в классе! Значит, все вместе — десять тысяч раз! Ну как тут обойтись без машины? И такие машины были изобретены.
      На первых порах — простые. Но даже они оказались очень полезными. Скорее эти машины не обучали, а лишь проверяли, контролировали знания учащихся. Сразу всего класса. И в этом была их сила.
      Видел я в одной ленинградской школе машину, которая помогала учить первоклассников. Представь: на партах перед каждым учеником — пластмассовая дощечка — пультик — с выключателями. На пультике написаны цифры, разные математические обозначения, буквы, знаки препинания.
      Это, повторяю, на партах. И на столе учителя тоже пульт, больших размеров, но с теми же цифрами, буквами и знаками.
      Есть на учительском пульте, кроме того, сигнальные лампочки. Их много, несколько десятков.
      Пульт учителя соединен проводами с пультиками учеников. Значит, все парты и стол учителя электрически связаны, и это дает удивительный результат.
      «Ребята, — обращается учитель к классу, ко всем ученикам одновременно, — ответьте мне, какие согласные звуки в слове «завод»?»
      Класс на минуту затихает, ребята задумываются, затем слышатся щелчки — один, другой, третий. Скоро «защелкал» весь класс. Это ученики посылают учителю свои ответы, поворачивают выключатели против букв, обозначающих согласные звуки.
      Одни ответили правильно. Другие — нет. Учитель увидел это сразу по загоревшимся лампочкам на своем пульте. У каждого ученика там свои лампочки. Они загораются только при верном ответе.
      «Федоров ответил неверно, — видит учитель, — нужно с ним позаниматься отдельно. И с Ивановым тоже». И опять дружно щелкают выключатели. Загораются лампочки. Все ученики работают, все отвечают. Никто не сможет спрятаться за спину товарища, отмолчаться. Знания каждого можно оценить мгновенно. Вот где экономия времени. Да еще какая!
      Но понятно, это самая простая обучающая машина. Есть и посложнее.
      Одна из них похожа на телевизор. Предназначена она для проверки знаний у студентов: будущих инженеров, врачей или физиков. С ее помощью можно изучать любую науку: математику, биологию,- химию.
      До начала занятий в машину закладывается пленка, на которой записано множество различных вопросов. И на каждый надо уметь дать правильный ответ.
      Студент садится перед машиной, перед ее светящимся экраном, и, нажав кнопку «пуск», включает своего электронного экзаменатора.
      На экране появляется первый вопрос и рядом — целых пять ответов. Тут — хитрость. Из пяти ответов только один верный. Но какой? Какую кнопку нажать?
      Конечно, знающий студент так не думает. Он — спокоен. Он знает верный ответ и, немного порассуждав про себя, нажимает ту кнопку, которую как раз и надо нажать. Тогда на экране появляется надпись: «Правильно!» Можно продолжать экзамен.
      Вопрос следует за вопросом. Студент отвечает. А машина тем временем подсчитывает верные и неверные ответы. Задаст вопросов двадцать и выставит отметку — от пятерки до двойки. Впрочем, двойку можно получить и раньше — за шесть неправильных ответов подряд. Машина как бы говорит: «Что с тобой возиться? Иди подучись».
      Но должен тебе сказать, что и эта машина-экзаменатор довольно простая. И не самая лучшая. Техника, наука позволяют уже строить машины, которые не только задают вопросы и ставят оценки. Они способны дать и разъяснения: почему ответ неверный, какую ошибку студент допустил, — способны, если потребуется, провести занятие. К машине можно обратиться с вопросом и сразу же получить ответ.
      Знания у такой обучающей машины огромны. Сегодня она учит химии, завтра — математике, а послезавтра — биологии.
      В роли такого необыкновенного учителя под силу выступить лишь сложной электронно-вычислительной машине.
      Особенно здорово будет, когда подобные машины обретут дар речи, то есть умение объясняться на человеческом языке и понимать человеческую речь.
      А вправе ли мы говорить: «Машина учит»? Ведь она выполняет только то, чему ее научили инженеры, педагоги. Поэтому профессия учителя никогда не исчезнет. Да учитель и не только учит. Он еще и воспитатель своих учеников. Известный советский ученый Виктор Михайлович Глушков, знаток электронно-вычислительных машин, кибернетик, справедливо утверждал: «Воспитание (именно воспитание, а не обучение детей, что бы ни говорили писатели-фантасты, можно доверить лишь человеку».
      Учитель не только учит русскому языку или там математике. Он — друг и наставник своих учеников. Разве может это взять на себя машина, даже самая сложная, суперэлектронная? Вряд ли!
     
      «УМНАЯ» БУМАГА
      Совсем нетрудно сделать обучающую «машину» и самому. Правда, очень простую, даже простейшую.
      Не удивляйся, что на машину она нисколько не будет похожа, ничего в ней машиноподобного нет и в помине. Это — набор небольших бумажных карточек (рисунок 55).
      Каждая карточка разделена на две половины. Первая половина — для вопроса. Например, такого: «Кто автор сказки «Огниво»?» Вторая половина отведена для ответов. Их — четыре. Названы писатели: Перро, братья Гримм, Пушкин и Андерсен. Из четырех ответов только один — верный.
      При помощи таких карточек ты можешь проверить своих друзей в знаниях по литературе. Да и не только по литературе. Можно записать вопросы по любому предмету.
      Для карточек нужна плотная, чертежная или рисовальная, бумага. Делай их одинаковыми, размерами 150X100 миллиметров. На каждый вопрос требуется своя карточка. Значит, сколько будет вопросов, столько нужно заготовить и карточек.
      Первым делом расчерти их так, как показано на рисунке. Затем купи в аптеке таблетки пургена. Есть такое лекарство. Возьми три таблетки, растолки их в порошок и раствори в полстакане воды. Этим раствором смочи клетки против неверных ответов. Клетку же против верного ответа смочи простой водой.
      Так сделай со всеми карточками. Когда они высохнут, можно начинать экзамен.
      Дай по нескольку карточек ребятам своего класса или просто друзьям и попроси ответить на вопросы. Конечно, не сразу, пусть подумают. И не просто ответить словами, а поступить следующим образом: смазать обычным силикатным клеем клетки против верных ответов. Точнее, против тех ответов, которые ребята посчитают верными.
      Если ответ действительно будет выбран
      правильный, бумага останется белой. Если неправильный, смазанная клеем клеточка покраснеет. И сразу станет ясно, у кого знания твердые, а кто «плавает» и ему надо подтянуться.
      Подобные химические карточки-экзаменаторы применяются даже для проверки знаний студентов в одном московском институте. Способ этот там сокращенно назвали ХАКТУСом, то есть «химическим автоматизированным контролем текущей успеваемости». Довольны ХАКТУСом и студенты и преподаватели.
     
      КАРТА-ВСЕЗНАЙКА
      А вот еще одна обучающая машина (рисунок 56). Она так устроена, что может быстро проверить знания по географии, определить, помнит ли ученик, где расположены крупные города нашей страны.
      Купи в магазине школьных пособий контурную карту Советского Союза. На этих картах географические названия не печатаются. Вот и хорошо.
      Возьми лист фанеры таких размеров, чтобы на нем могла разместиться карта и внизу еще осталось свободное место — полоса шириной миллиметров 80 — 90. По краям фанерки прибей две деревянные рейки.
      Наклей карту на фанеру. Для этого смажь клеем всю обратную поверхность карты и, не мешкая (пока не засох клей), наложи ее на фанеру. Старайся, чтобы бумага легла ровно, без складок. Затем карту разгладь, сверху на нее положи несколько больших книг и дай клею высохнуть.
      Час спустя можно продолжать работу. Наметь крупные города страны, сверяясь с обычной географической картой. Полезно на время карандашом написать их названия.
      В тех местах, где на карте находятся города, забей небольшие гвоздики (длиной миллиметров по 20). На каждом гвоздике должна быть шайбочка. Шайбочки проще всего сделать из тонкого листового алюминия: вырезается маленький квадратик, который затем пробивается гвоздиком.
      Концы забитых гвоздиков загни крючком при помощи плоскогубцев. Это необходимо для того, чтобы потом надежно прикрепить к гвоздикам провода.
      Внизу, под картой, на свободном поле, напиши названия выбранных тобою городов. Рядом с названиями тоже забей гвоздики с шайбочками и концы их загни.
      Здесь же под картой установи сигнальную лампочку. Как ее устанавливать, ты уже хорошо знаешь. Один контакт ее сделай из алюминиевой полоски. Второй контакт — из жести и прикрепи его винтом с гайкой. Под фанеркой проволокой привяжи батарейку.
      Электрическую схему собирай следующим образом. Соедини проводами гвоздики на карте и в списке под картой. Причем соединять друг с другом надо именно те гвоздики, которые обозначают одни и те же города.
      Контакт лампочки, сделанный из алюминиевой полоски, соедини проводом с батарейкой. К винту другого контакта лампочки и к другой полоске батарейки прикрепи два гибких провода. Протащи их через отверстие в фанерке. Длина проводов должна позволять касаться кончиками их любой шайбочки на карте. Кончики обоих проводов зачисти от изоляции, загни и закрути. Из изоляционной ленты сделай на них муфточки. Тогда будет легче держать провода.
      Итак, можно начинать проверку знаний по географии. Пусть требуется, например, указать, где расположен город Новосибирск. Для этого необходимо кончиком одного провода дотронуться до гвоздика, против которого написано: «Новосибирск», внизу под картой, а другого — до гвоздика на карте. Если сигнальная лампочка загорится, ответ дан правильный: указан именно Новосибирск, город на реке Оби. Но если лампочка не вспыхнет, значит, ответ неверный, указан какой-то другой город.
      Чтобы быть уверенным в правильности подключения проводов, «проэкзаменуй» саму карту, прежде чем устраивать экзамен. Перепробуй штырьками все города. Временные надписи на карте тебе в этом помогут.
     
      Можно начинать экзамен. Возьми одну, любую, карточку с вопросом. Пусть она будет белого цвета. Среди белых же найди карточку с ответом. Положи ту и другую на квадраты панели и дотронься кончиками проводов 7 до шайбочек в вырезах карточек. Если ответ выбран правильный, лампочка загорится.
      Так можно быстро проверить, твердо ли ты и твои друзья знаете таблицу умножения. Можно даже устраивать соревнования: кто быстрее переберет все карточки без единой ошибки. Надо только помнить, что карточки с вопросами и ответами всегда надо брать одинакового цвета.
      Если все соединения верные, сотри названия городов на карте, и она готова к работе.
      С ее помощью можно проверять и другие знания по географии, например, где расположены различные острова, какие есть реки, озера( моря, страны. А можно вместо карты наклеить изображения животных, цветов, ягод, грибов и устроить экзамен на тему «Знаешь ли ты природу?». Легко таким же образом испытать по технике, литературе, истории. Для фантазии тут большой простор.
      Но это лишь один пример простой экзаменационной машины.
     
      ПЯТЬЮ ПЯТЬ — ДВАДЦАТЬ ПЯТЬ
      Другой пример «знающей» машины — такой (рисунок 57). На фанерной дощечке-панели 1 нарисованы два квадрата. По краям их вбиты гвоздики с шайбочками 2. Ученик берет две карточки, накрывает ими квадраты. Затем кончиками проводов прикасается к шайбочкам, и становится ясно, знает ли он таблицу умножения или нет.
      Как эту машину сделать? Начни с того, что вырежь из картона два зубчатых шаблона, 3 и 4. На одном напиши слово «Вопрос», на другом — «Ответ». Шаблоны одинаковы по размерам и отличаются лишь цифрами, написанными против вырезов.
      Положи шаблоны на панель 1, обведи их карандашом и пронумеруй теми же цифрами, что написаны и на шайбочках.
      Из алюминия вырежь двадцать две квадратные шайбочки. Прибей их к фанерке маленькими гвоздями как раз против цифр.
      Переверни панель, загни плоскогубцами концы гвоздиков и против каждого из них напиши цифры, стоящие на лицевой стороне панели.
      Далее гвоздики соедини проводами. Но не как попало, а в следующем порядке:
      1-й — с 16-м, 2-й — с 15-м, 3-й — с 18-м,
      4-й — с 20-м, 5-й — с 19-м, 6-й — с 17-м,
      7-й — с 21-м, 8-й — с 12-м, 9-й — с 13-м,
      10-й — с 14-м, 11-й — с 22-м.
      На панели укрепи лампочку 5 и батарейку 6. Соедини их проводом. К другой полоске батарейки и другому контакту лампочки прикрепи провода 7. Концы их, зачищенные от изоляции, загни и закрути. Провода должны быть длиной миллиметров по 300 — 350.
      Теперь начнется самая трудоемкая работа. Тебе понадобится плотная бумага трех разных цветов. Например, белая, красная и синяя (но можно и других цветов, это не важно).
      Из белой бумаги вырежь тридцать две квадратные карточки точно таких же размеров, как шаблоны 3,4. Когда они будут готовы, проделай такую работу. Пользуясь табличкой, приведенной ниже, напиши на шестнадцати карточках вопросы, например 2X2=?, 2X4=?, 2X5=?, а на остальных шестнадцати карточках — ответы: 4, 8, 10 и так далее. Кроме того, на каждой карточке сделай вырез. В каком месте, против какой цифры шаблона, его надо делать, в табличке указано. Наложи на карточку шаблон и наметь вырез карандашом. У одной карточки он будет против четверки, у другой — против восьмерки, у третьей — против десятки и так далее.
     
     
      Машины, которые умеют считать
     
      «БЕ, БЕ... ИБОН-БЕ»
      Никому не известно точно, когда люди научились считать. Ясно лишь, что произошло это давно, несколько тысяч лет назад. Надо было подсчитывать, сколько поймано рыбы, сколько собрано плодов, охотничью добычу.
      Сначала люди выучились считать всего до двух. Если предметов было больше, к примеру три, тогда говорили «два-один». Если четыре — «два-два». Чисел больше шести они вообще не знали и говорили «много».
      Чтобы считать дальше, требовался счетный прибор. И такой «прибор» у человека имелся — десять пальцев его рук и десять пальцев ног. Когда в конце прошлого века прославленный русский путешественник Н. Н. Миклухо-Маклай побывал на острове Новая Гвинея, он увидел там, как туземцы считают при помощи пальцев.
      «Папуас, — вспоминал Миклухо-Маклай, — загибал один за другим пальцы руки, издавая звук: «бе, бе, бе». Досчитав до пяти, он произносил: «ибон-бе» (то есть — рука). Затем начинал загибать пальцы другой руки, снова повторяя: «бе, бе...», пока не доходил до «ибон-али» (две руки)».
      Далее он переходил на пальцы ног («сам-ба-бе» — «одна нога» и «самба-али» — «две ноги»). Если и ног не хватало, папуас пользовался руками и ногами другого папуаса. Потому, что на руках и ногах по десять пальцев, люди стали считать десятками. Из десяти десятков получалась сотня. Из десяти сотен — тысяча.
      Счетный «прибор» пальцы всегда при человеке. Это удобно. Но вот что плохо: на пальцах невозможно долгое время сохранять результаты счета. Нельзя же держать руку с загнутыми пальцами и час, и два, и три. Нужно было что-то придумать. И тогда появились бирки.
      Они — самый первый искусственный счетный прибор. Совсем простой: деревянная палочка или дощечка, на которой ножом делались зарубки. Зарубками отмечали, сколько собрано мешков пшеницы, сколько овец в стаде, долги.
      «Память» бирки имели крепкую. Уж если какое число «записано» зарубками, его не сотрешь, не подчистишь.
      Деревянные бирки были в ходу у многих народов. Однако не у всех. Применялись и веревки с узелками. В Южной Америке счетные веревки — квипу — сплетались из листьев агавы или шерсти животных. Квипу окрашивали в разные цвета. Сразу было видно, что подсчитано. Желтые веревочки — это урожай. Красные — оружие.
      А еще позже кем-то была изобретена счетная доска — абак, прибор похитрее и палочек с зарубками, и веревочек с узелками.
      Вообрази большую доску, разделенную линиями на столбцы. В столбцах раскладывались камешки, изображавшие числа. Передвигая камешки из одного столбца в другой, можно было складывать, вычитать, делить, умножать.
      Абаком пользовались египтяне, арабы, индусы, китайцы, а позднее и европейцы. На Руси вместо камешков применялись вишневые и сливовые косточки.
      Когда появились привычные нам «арабские» цифры, считать на бумаге стало намного проще и удобнее. Но «абакисты» долго не сдавались и спорили с «алгоритмиками» — так называли тех, кому счет на бумаге нравился больше.
      А пока шел этот спор, возникла замечательная мысль: нельзя ли придумать машину, которая бы сама считала, а человек только двигал бы рычажки да крутил ее колесики?
     
      ПАСКАЛЬ ИЛИ ШИККАРД!
      Первым изобретателем такой машины целых триста лет признавался французский ученый Блез Паскаль. Ему исполнилось всего лишь тридцать лет, а имя его уже было известно на весь мир. И не только потому, что он изобрел свою вычислительную машину. Он сделал выдающиеся открытия в математике и физике.
      И вот не так давно среди бумаг немецкого астронома Иоганна Кеплера находят письмо профессора Вильгельма Шиккарда. Оказалось, что этот профессор, специалист по восточным языкам, астроном и математик, тоже построил машину, однако намного раньше Паскаля. «То, что ты подсчитываешь сам, — писал Шиккард Кеплеру, — я попытался сделать механическим способом».
      В письме он нарисовал свою машину. По рисунку и описанию ее построили. Она стоит в Доме-музее Кеплера в городе Вайле.
      Даже при жизни Шиккарда его изобретение было известно немногим. Зато машина Паскаля приобрела громкую славу.
      Как же она выглядела? Небольшой металлический ящик с кругами на крышке. Когда круги эти поворачивали специальной палочкой с острым кончиком, внутри ящика начинали вращаться зубчатые колеса. При помощи этих колес и производились вычисления, а результат появлялся в окошечках, расположенных также на крышке.
      Отец ученого, Этьен Паскаль, ведал сбором налогов. Поэтому машина предназначалась в первую очередь для подсчета денег. Она могла только складывать и вычитать, но в то далекое время, в 1642 году, и такая машина казалась удивительной. Достаточно сказать, что о вычислительной машине Паскаля слагали стихи. А когда ее выставили для всеобщего обозрения в Париже, толпы народа осаждали Люксембургский дворец. Так хотелось всем посмотреть на «чудо-машину».
     
      ОДИН ПЛЮС ОДИН
      Конечно, в наше время машина Паскаля никого бы не удивила. Сейчас построены вычислительные машины, рядом с которыми паскалевская кажется смешной. А все же и она была устроена не так-то просто. И ее изготовить мог бы лишь самый искусный мастер.
      Чтобы лучше понять, как работали старые вычислительные машины, я предлагаю тебе сделать простейшую модель (рисунок 58). Эта машинка «умеет» складывать единицы.
      Главные ее детали — два зубчатых колеса. Сделай их из картона. По размерам колеса одинаковые. Каждое имеет наружный диаметр 80 миллиметров. Но у одного — двадцать зубцов, а у другого — всего один.
      На многозубчатом колесе против зубцов напиши цифры от единицы до десяти.
      Колеса располагаются между двумя картонками, скрепленными винтиками с гайками. Осями для зубчатых колес служат винты. Всего понадобится девять винтов и столько же гаек.
      В картонках проколи девять отверстий, а в одной из них прорежь еще и небольшое окошечко, через которое должны быть видны цифры, написанные на многозубчатом колесе.
      Для того чтобы колеса могли свободно вращаться, на винты надень шайбочки, вырезанные из картона такой же толщины, что и зубчатые колеса. Шайбочки могут быть квадратной формы (так их легче сделать).
      Если все детали готовы, начинай сборку машинки. Положи между картонками колеса и вставь оси-винты. Затем вставь скрепляющие винты. Не забудь надеть шайбочки (они должны находиться между картонками). Закрути гайки.
      Однозубчатое колесо выступает за края картонок. За этот выступ его можно вращать. Поворачиваясь, оно своим единственным зубом будет подталкивать многозубчатое колесо. Первое сделает один полный оборот. Второе повернется лишь на немного.
      Собрав машинку, несколькими поворотами однозубчатого колеса сделай так, чтобы в окошке была видна цифра «1». Поверни однозубчатое колесо еще на один оборот. В окошечке появится цифра «2». Машинка к одному прибавила один. Поверни колесо еще на один оборот — машинка опять прибавит единицу, и в окошечке появится цифра «3». Так и будет она каждый раз прибавлять по единице, пока не дойдет до десяти.
      Это ее предел. Наша двухколесная машинка может считать только до десяти.
     
      ПОБЕДА И ПОРАЖЕНИЕ ЧАРЛЗА БЭББИДЖА
      После того успеха, который имела машина Паскаля, другие изобретатели тоже взялись за дело. Неплохую счетную машину придумал немецкий ученый Лейбниц. Он работал над ней более двенадцати лет!
      Его машина могла производить все четыре арифметических действия: сложение, вычитание, умножение, деление. Лейбниц писал: «Мне посчастливилось построить такую арифметическую машину, которая дает возможность совершать действия над огромными числами мгновенно».
      Так Лейбницу казалось. На самом деле его машина считала медленно.
      Шло время. Появились новые счетные машины. Разные по устройству. Одно у них было общее — зубчатки, множество зубчатых колес.
      Вот и Чарлзу Бэббиджу, английскому изобретателю, когда он решил создать грандиозную вычислительную машину, пришлось использовать зубчатые колеса, рычаги и пружины. Было это более ста пятидесяти лет назад. Электричество тогда в технике еще почти не применялось.
      Бэббидж так объяснял причину, которая заставила его взяться за работу: «Невыносимый монотонный труд и усталость при непрерывном повторении арифметических действий подсказали мне идею машины, которая должна была заменить человека».
      Он был крупным математиком и вообще талантливым человеком. Его интересовало все. Однажды он поднялся на действующий вулкан Везувий. В другой раз опустился на морское дно в водолазном скафандре. Бэббидж изобрел прицел для наведения пушек и способ борьбы с пожарами, сигнализатор землетрясений и прибор для измерения высоты гор. Но главным делом его жизни стала вычислительная машина, над созданием которой он трудился в течение полувека, не жалея ни денег, ни сил, ни здоровья.
      Работа шла медленно. Не хватало денежных средств и помощников. Часть машины все же удалось построить и показать в действии.
      Чарлз Бэббидж слишком опередил время. Путь он выбрал правильный. Машину задумал прекрасную. Но техника того времени еще не позволяла создать машину, задуманную великим изобретателем. Мечта его осуществилась лишь... сто лет спустя, когда появились ЭВМ — электронно-вычислительные машины.
     
      ФАБРИКИ ЧИСЕЛ
      Так иногда называют ЭВМ, и называют правильно. Эти удивительные машины все время имеют дело с числами, чем бы ни занимались — производили сложные вычисления или сочиняли музыку. «Продукция» их
      тоже числа. Правда, не совсем нам привычные.
      Мы применяем десятичную систему счисления. Для записи чисел в нашем распоряжении десять цифр от ноля до девяти. Числа разбиты на разряды. Есть разряд единиц. Есть разряд десятков, сотен, тысяч и так далее.
      Однако считать можно не только десятками. Можно и двойками, по двоичной системе. У нее всего две цифры, ноль и единица, но их вполне хватает для того, чтобы записать какое угодно большое число. И в этой системе счисления числа делятся на разряды: разряд единиц, разряд двоек, разряд четверок, восьмерок...
      Когда-то, лет двести назад, двоичной системой математики сильно интересовались. Потом она была забыта. Вспомнили о ней снова, когда начали создаваться электронно-вычислительные машины. Оказалось, что лучше, удобнее двоичных чисел для этих машин ничего нет.
      Правда, при записи больших чисел получается длинная вереница единиц и нулей. Например, число 150 в двоичной системе выглядит так: 10010110. А число 2000 получается еще длиннее: 11111010000. Но для электронно-вычислительных машин, работающих с огромной скоростью, это не важно.
      Они появились не рано и не поздно, а как раз вовремя. В распоряжении инженеров имелись уже электронные приборы. Электроника позволила создать вычислительные машины, которые Паскалю и Бэббиджу показались бы сверхчудом.
      ЭВМ стали привычным «инструментом» инженеров и ученых. Ни современный сверхзвуковой самолет, ни сложную турбину, не говоря уже о космическом корабле или межпланетной автоматической станции, невозможно рассчитать, а значит, и построить без электронно-вычислительных машин.
      В нашей стране первые ЭВМ появились в 40-х годах. Они были созданы под руководством академика С. А. Лебедева и признавались в то время одними из лучших в мире.
      Как и людей, ЭВМ принято делить на поколения. Только поколения электронных машин сменяются гораздо чаще. Проходит около пяти лет, и новые, усовершенствованные ЭВМ вступают в строй.
      Сейчас время третьего и четвертого поколений электронно-вычислительных машин. Они выполняют миллионы действий в секунду. За один миг делают значительно больше вычислений, чем самый опытный математик за целый рабочий день. А уже рождается пятое поколение «умных» машин, с еще большей скоростью работы. В одну секунду они выполняют миллиарды действий!
      Любая, самая совершенная ЭВМ начинается с устройства, через которое вводятся числа — единицы и ноли. Как же машине удается понимать, различать, где ноль, а где единица? Как она считывает числа, да еще с такой огромной быстротой?
     
      НОЛЬ, ЕДИНИЦА, НОЛЬ...
      Это лучше всего понять на простой мо-дельке считывающего устройства (рисунок 59). Сделай ее.
      Возьми небольшую фанерку 1. Из проволоки (лучше стальной, но можно и медной) согни пружинку-контакт 2. По краям фанерки тонким гвоздиком пробей отверстия (по два слева и справа). В них укрепи пружинку-контакт.
      Пробей еще два отверстия для крепления второго контакта 3. Он тоже делается из проволоки, концы которой продеваются в отверстия и затем скручиваются вместе. Молотком (легкими ударами) выпрями проволоку. Она должна плотно прилегать к поверхности фанерки.
      Сделай перфоленту — бумажную полоску с отверстиями. Сложи пополам полоску шириной 15 миллиметров и ножницами прорежь в ней ряд отверстий.
      Расправь перфоленту, вставь под пружинку считывающего устройства. Подключи к контактам батарейку с лампочкой.
      А сейчас потяни за перфоленту, начни двигать ее под пружиной. Лампочка замигает. Она будет включаться в тот момент, когда кончик пружинки попадет в отверстие и коснется контакта 3. Когда же под кончиком пружинки окажется сплошная полоска, лампочка погаснет. Давай условимся: загорелась лампочка — единица, погасла — ноль.
      У ЭВМ происходит примерно то же самое. Но только чаще используется не перфолента, а перфокарты — карточки из плотной бумаги, усеянные отверстиями. Они делаются заранее. На перфокартах записывается задание машине, подчас очень и очень сложное. Карточки одна за другой вводятся в считывающее устройство, и машина узнает, какую задачу ей поручено решать.
      Каким же образом узнает? Очень просто. По карточкам скользит щуп. Попадая в отверстие, он замыкает электрическую цепь. Есть сигнал, — значит, единица. Нет, — значит, ноль. Таким способом задание быстро переходит в память машины.
      Пружинку-щуп теперь заменили лучом света, а под перфокартой ставят светочувствительный прибор. Луч попадает в отверстие — возникает электрический сигнал. Так делают для того, чтобы еще больше увеличить скорость и надежность работы электронной машины.
     
      МАШИНА ОТГАДЫВАЕТ ЧИСЛА
      ЭВМ, даже самую простую, собрать нелегко. Мы с тобой сейчас сделаем другую математическую машину, которая сможет «отгадывать» числа.
      Существует множество любопытных числовых фокусов. Например, просят задумать два каких-нибудь однозначных числа. После этого требуется: одно из задуманных чисел умножить на 5, прибавить к произведению восьмерку, удвоить сумму, прибавить к ней второе задуманное число и результат сообщить. Через минуту-другую тебе говорят, какие числа задуманы. Тут все основано на строгих правилах математики.
      Математические фокусы можно производить в уме. Но будет интереснее и занимательнее, если «отгадывание» чисел поручить машине. Тем более что построить ее не так уж и трудно.
      Вот одна из них (рисунок 60). У нее есть фанерная панель 1. На панели укрепи кнопку 2. Сделай ее из полоски жести. Прикрепив полоску винтом, немного отогни ее вверх. В свободном состоянии она не должна касаться винта 3. Надо, чтобы это происходило лишь тогда, когда на кнопку нажимают.
      С внутренней стороны панели при помощи проволоки крепится батарейка. Она соединена с сигнальной лампочкой. Как и в других моделях, лампочка имеет два контакта. Один — из алюминия, второй — из жести. Над лампочкой установи колпачок 4. Сверни его из полоски плотной бумаги 5. Перед тем как склеивать полоску, разрежь ее внизу на дольки. Они понадобятся для того, чтобы прикрепить колпачок к панели.
      Края полоски смажь клеем, оберни ее вокруг круглой палки, трубы или подходящего флакончика из-под лекарства диаметром 25 миллиметров и туго обвяжи нитками.
      Когда клей высохнет, сними колпачок и сверху закрой его крышечкой 6 из писчей бумаги. Края ее надрежь и отогни вниз. Крышечка к колпачку приклеивается.
      Внутрь колпачка вложи кружочек 7. Вырежь его из кальки. На этом кружке позже напишешь цифры того числа, которое машина будет «отгадывать». Эти цифры не видны сквозь крышку 6, пока не загорится лампочка.
      У колпачка оставь внизу четыре дольки. Остальные аккуратно обрежь ножницами. Оставшиеся дольки отогни. За эти отгибы колпачок с помощью канцелярских кнопок прикрепи к панели, над лампочкой.
      На панели также пришпиль кнопками листок с правилами пользования машиной 8. Текст правил следующий:
      1. Задумай любое число больше ноля.
      2. Умножь это число на 3.
      3. Произведение раздели на задуманное число.
      4. Прибавь к полученному число 9.
      5. Нажми кнопку, и машина сообщит результат.
      Математический «секрет» тут простой. Если задуманное число умножить на 3, а произведение разделить на задуманное число, то мы всегда получим в ответе число 3. Прибавив к тройке число 9, в результате получим 12. И это независимо от того, какое число задумано. Ответ будет всегда один и тот же. Поэтому на кружочке 7 напиши пожирнее «12» и снова вложи его в колпачок.
      Электрическая схема машины крайне проста. От батарейки один провод идет к винту кнопки, другой — к лампочке. От лампочки провод подходит ко второму винту кнопки.
      Конечно, машина получилась слишком простой. Разнообразить ее работу можно только одним способом: менять листок с правилами. Вместо «умножь на 3» и «прибавь 9» написать, к примеру, «умножь на 7» и «прибавь 11». Тогда и результат будет другой: вместо 12 получится 18.
      Надо загодя приготовить несколько вариантов правил. Точно так же надо сделать несколько сменных кружков с ответами и менять их одновременно с заменой текста правил.
     
      ЗАДАЧА НА ВЫБОР
      Но так недолго и запутаться. Машина ответит неверно, впечатление будет испорчено. Нет, уж лучше давай усовершенствуем машину (рисунок 61). Эта машина посложнее первой, как видишь, а значит, и поинтереснее.
      Чем же она отличается? А тем, что сама позволяет выбирать три варианта задачи. Для этого на лицевой стороне панели установи три выключателя — 1, 2 и 3. Поворотом любого из них меняются условия задачи и ответ.
      Допустим, замкнут выключатель 1. Это значит, что задуманное число надо умножить на число, стоящее над выключателем 1. Затем, как и раньше, результат следует разделить на задуманное число и прибавить к полученному число, стоящее под выключателем 1. Дальше необходимо нажать на кнопку 4. Загорится лампочка под колпачком 5, и машина сообщит результат.
      Можно замкнуть выключатель 2 или 3, но тогда условия задачи, как я уже сказал, и ответ машины будут другими.
      Способности и этого автомата нетрудно увеличить, если цифры на панели (над выключателями и под ними) сделать съемными, написать их на небольших бумажных квадратиках и крепить канцелярскими кнопками. Понятно, что вкладышей с ответами также надо сделать несколькр и менять их.
      На панели прикрепи листок с правилами такого содержания:
      1. Задумай любое число больше ноля.
      2. Замкни один из выключателей.
      3. Задуманное число умножь на число, стоящее над выбранным выключателем.
      4. Раздели произведение на задуманное число.
      5. Прибавь к полученному число, стоящее под выбранным выключателем.
      6. Нажми кнопку, и машина сообщит результат.
      Электрическая схема этой машины немного сложнее, чем у предыдущей. В ней не одна, а три лампочки, три поворотных ключа, кнопка и батарейка. Их надо соединить проводами.
      Проверив схему в действии, можешь
      показать машину своим друзьям. Конечно, зная «секрет» ее работы, никто удивляться не станет. Но в первый момент способности машины «отгадывать» числа кажутся удивительными.
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      В Америке создан информационный банк. Его электронные машины помнят, о чем написано в миллионах газетных и журнальных статей. ЭВМ всегда готовы «поделиться» своими знаниями. Услугами банка пользуются библиотеки, издательству университеты.
      Почти все поля Германской Демократической Республики находятся под наблюдением электронного агронома, а проще говоря, электронно-вычислительной машины. ЭВМ дает рекомендации, когда и какие удобрения вносить в почву. В памяти машины хранятся сведения о потребностях растений, о свойствах почвы, особенностях климата в данном районе. Зная это, машина редко ошибается.
      Построен морской корабль, которым можно управлять не только с помощью рук, но и... голосом. ЭВМ, установленная на корабле, «понимает» более десятка различных команд и послушно их выполняет. Интересно, что откликается она лишь на голос капи-
      тана и штурмана.
      Когда в столице Швеции потребовалось составить новую телефонную книгу, обратились за помощью к электронно-вычислительной машине. Она выполнила задание невероятно быстро, менее чем за неделю, и притом без единой ошибки.
      Английские инженеры применили электронную машину при тушении пожаров. Она «помнит», как расположены помещения в зданиях, что в них нужно спасать прежде всего, где находятся пожарные краны. Пользуясь «подсказками» электронной машины, значительно легче тушить пожар.
     
     
      Поиграем с автоматом
     
      Если ты живешь в городе, тем более в большом городе, то, наверное, не раз бывал в залах развлекательных автоматов. Там всегда людно и шумно. Раздаются гудки, что-то пощелкивает, где-то шипит воздух. Вот мальчишка приник к перископу подводной лодки. Другой крутит баранку воображаемого автомобиля, а перед ним, на экране, — автострада: летят навстречу легковые и грузовые машины. Не столкнуться бы!
      Ну как пройдешь мимо ярко раскрашенных автоматов под названием «Охота в джунглях», «Морской бой», «Полет в космос», «Спасение в море», «Футбол». Игровые автоматы вырабатывают точность, выдержку, быстроту реакции.
     
      У КОГО ВЕРНЕЕ ГЛАЗ!
      А ведь можно и самому построить игровые автоматы, проверить свой глазомер, посоревноваться в ловкости и выносливости. Вот один из них (рисунок 62). Он так прост, что сделать его можно в полчаса. И материалов потребуется совсем немного: толстая алюминиевая проволока, фанера, лампочка от карманного фонарика, батарейка да немного монтажного провода.
      Вырежь квадратную фанерную подставку 1 и в центре ее укрепи штырь 2 из хорошо выпрямленной проволоки.
      Лампочку привяжи к батарейке так, как ты уже делал (рисунок 17), а батарейку прикрепи к подставке.
      Из проволоки сделай рукоятку 3 с небольшим колечком на конце. Рукоятку, батарейку с лампочкой и штырь соедини проводами. Провод, связывающий рукоятку с батарейкой, возьми длиной около метра. Вот и вся работа.
      Условия игры такие: держа рукоятку в руке, необходимо надеть кольцо на штырь, провести его вниз, до самой подставки, затем снова подняться наверх и ни разу не прикоснуться к штырю. Если же кольцо коснется штыря, то загорится лампочка.
      Можно правила и усложнить. Каждый играющий (а играть интереснее вдвоем, втроем) должен надеть кольцо, к примеру, десять раз подряд. У кого окажется глаз точнее, а рука тверже?
      А можно играть и так: кольцо надевают до первого касания. Кому дольше удастся продержаться, кто окажется выносливее, у кого нервы крепче? Думаю, что эта игра и тебе, и твоим друзьям понравится.
      У построенного автомата сигнальная лампочка горит лишь в тот момент, когда кольцо касается штыря. Отошло кольцо — и лампочка сразу гаснет. При игре это может вызывать споры: было ли касание или нет?
      Конечно, лучше устроить таким образом, чтобы лампочка сама собой не гасла. Коснулось кольцо штыря, вспыхнула лампочка, и теперь потушить ее можно только вручную, при помощи выключателя. Для этого потребуется электромагнитное реле (рисунок 26). Заодно и конструкцию автомата усовершенствуем (рисунок 63).
      Подставка 1 здесь тоже из фанеры. Разметь ее, как показано на рисунке, и проделай все отверстия. По краям приколоти две рейки.
      В середине прибей деревянный брусочек 2 (можно из пенопласта) толщиной миллиметров 15 — 20. В подставке и брусочке просверли сквозное отверстие для стержня 3 — металлической трубки наружным диаметром 8 — 10 миллиметров. Отверстие должно быть таким, чтобы стержень туго входил в него и прочно держался.
      На нижней стороне подставки крепится батарейка, а на верхней стороне — сигнальная лампочка 4. Крепление лампочки такое же, как и раньше. И выключатель 5 по своему устройству ничем не отличается от тех, что использовались в других моделях. Это пластинка из жести, прикрепленная к подставке винтиком с гайкой.
      Электромагнитное реле 6 (ты можешь использовать уже сделанное тобою прежде) крепится (привязывается проволокой) на нижней стороне подставки.
      Применение в автомате реле резко меняет его работу. Теперь, если ты дотронешься кольцом до стержня 3, а затем отведешь кольцо, лампочка уже сама собой не погаснет. Электромагнитное реле, сработав, будет держать ее подключенной к батарейке. И только разомкнув выключатель 5, можно все привести в первоначальное состояние и продолжать игру. Выключатель при этом надо снова замкнуть.
      Для рукоятки 7 возьми такую же трубку, что и для стержня 3. Кольцо 8 сверни из медной проволоки. Хвостиком вставь его внутрь рукоятки. В другой конец ее надо вставить петлю 9, сделанную из той же медной проволоки, что и кольцо. Петля нужна для крепления провода. Такую же петлю надо иметь и на нижнем конце стержня 3.
      К рукоятке (к кольцу 9) прикрепи гибкий провод длиной около метра. Второй его конец пропусти через отверстие в подставке и присоедини к одному из винтов выключателя. Остальные провода, соединяющие лампочку, батарейку, выключатель и реле, проведи так, как показано на электрической схеме.
      Надо заметить, что самодельное электромагнитное реле — прибор довольно капризный. Его надо отладить, то есть подобрать ндилучшее расстояние между сердечником катушки и пластинкой якоря. Только тогда оно станет надежно работать. А значит, хорошо будет действовать и весь автомат.
     
      ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ «ЗМЕЯ»
      Это еще один вид того же автомата — тебе: надо провести кольцо по всем изгибам и не коснуться проволоки. О касании сигнализирует лампочка.
      «Змею» и рукоятку сделай из алюминиевой проволоки толщиной 3 миллиметра. На это уйдет около полутора метров проволоки.
      Все детали автомата: «змею», лампочку, батарейку, выключатель, реле — укрепи на
      подставке из фанеры.
      Кольцо рукоятки постоянно находится на «змее». Чтобы оно не замкнуло цепь сразу же, небольшой участок проволоки возле подставки обмотай изоляционной лентой.
      И этот автомат можно сделать с электромагнитным реле, а можно и без него — по упрощенной схеме.
      электрическая «змея» (рисунок 64). В нем вместо стержня применена изогнутая волнами проволока. Рукоятка кольцом надета на «змею».
     
      ВОЛК, КОЗА И КАПУСТА
      О такой головоломке ты, наверное, слыхал и даже, быть может, пытался решить ее путем рассуждений. В самом деле, без рассуждений тут не обойтись. Напомню, что в этой головоломке происходит и что требуется.
      С одного берега реки на другой лодочнику надо перевезти груз — волка, козу и капусту. И он мог бы легко это сделать, да вот беда: лодка настолько мала, что капуста и четвероногие пассажиры одновременно в ней не помещаются. Лодочник может взять их только по отдельности — либо волка, либо козу, либо капусту.
      Но если он повезет капусту, на берегу останутся волк и коза. Конечно, волк козу съест. Если первым взять волка, то останутся коза и капуста. Понятно, что коза съест капусту. Этого тоже нельзя допустить. Как же быть? В какой последовательности переправлять волка, козу и капусту, чтобы все остались в целости и невредимости?
      Путем рассуждений, прикинув в уме так и этак, задачу можно решить. Но давай поступим по-другому: построим «рассуждающий» автомат, который бы сам указывал, какие действия правильные и какие нет (рисунок 65).
      Все части автомата крепятся к фанерной дощечке 1. Прибей боковые рейки 2. Посредине дощечки-панели нарисуй реку. Закрась ее синим карандашом. На берегах реки расположены гнезда 3 для штырьков. Четыре — на одном берегу и столько же — на другом.
      Заготовь шестнадцать пластинок 4. Делаются они из жести. «Носиком» пластинка вставляется в отверстие гнезда, загибается и прикручивается винтом с гайкой. В каждое гнездо надо вставить по две пластинки.
      В правом верхнем углу панели расположена сигнальная лампочка 5. Рядом с ней — батарейка 6. В качестве штырьков 7 используй обыкновенные гвозди. На • каждый из четырех штырьков надень картонные кружки 8 с изображениями волка, козы, капусты, лодочника и надписями. Штырьки в гнездах должны сидеть плотно. Это очень важно для работы автомата.
      Осталось сделать самое ответственное: собрать электрическую схему — соединить
      проводами все гнезда, лампочку и батарейку. В этом автомате схема значительно сложнее, чем у других моделей, про которые рассказано в книжке, хотя и выглядит она простой.
      Соединения сделаны так, что автомат заранее настроен только на правильное решение головоломки. При неправильном действии сигнальная лампочка сразу же оповестит об «опасности».
      Поверни автомат обратной стороной к себе (лампочка должна оказаться внизу) и пронумеруй гнезда так, как это сделано на рисунке. Начинать надо с верхнего ряда и нумеровать слева направо. Таким образом, № 1 будет обозначено левое верхнее гнездо. Точно так же слева направо нумеруются гнезда и в нижнем ряду (нижнее левое гнездо будет под № 5).
      На электрической схеме цифры означают номера гнезд. Будь очень внимателен, когда начнешь собирать схему. Ты увидишь: провода станут переплетаться друг с другом, и здесь легко сбиться, подсоединить провод не туда, куда требуется. Ты значительно упростишь себе работу, если достанешь провода в разноцветной изоляции. Перепутать их будет труднее.
      Вставь в гнезда штырьки в том порядке и непременно на той стороне реки, как изображено на рисунке. Это начальное положение.
      Что же лодочник должен делать? В какой последовательности действовать?
      ПЕРВОЕ. Взять с собой в лодку и перевезти на противоположный берег козу. Останутся волк и капуста. Это — безопасно. Волк капустой, как известно, не питается,
      ВТОРОЕ. Оставить козу на другом берегу и вернуться к волку и капусте.
      ТРЕТЬЕ. Взять с собой волка и перевезти его на противоположный берег реки.
      ЧЕТВЕРТОЕ. В обратный путь уехать с козой.
      ПЯТОЕ. Высадить козу, взять капусту и снова перебраться на противоположный берег к волку.
      ШЕСТОЕ. Возвратиться за козой.
      СЕДЬМОЕ. Перевезти козу на противоположный берег к волку и капусте.
      Так надо решать головоломку. И автомат (если его схема правильно собрана) это «знает».
      В начальном положении лампочка не горит. Опасности нет. Попробуй сделать так: вытащи штырь с надписью «Лодочник» и воткни его в гнездо под номером 8 на противоположном берегу реки. Это означает, что лодочник переехал через речку. Лампочка загорится. Сигнал опасности. В самом деле, разве можно оставлять одних волка, козу и капусту! Будет беда.
      Перенеси на другой берег штыри «Лодочник» и «Капуста». Опять лампочка вспыхнет. Правильно. Нельзя оставлять без присмотра волка и козу.
      А вот если вместо капусты лодочник перевезет козу (вытащены штыри с надписями «Лодочник» и «Коза»), лампочка не загорится. Тоже верно. Волк остался с капустой. Это не страшно.
      Для тех, кто не знает правильного решения головоломки, играть с таким «умным» автоматом очень интересно. И не только ребятам, но даже и взрослым.
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      Приятно, должно быть, проскакать на коне-автомате верхом. Он построен для любителей верховой езды в Японии. Наружным видом автоматический конь мало чем отличается от настоящего. Ноги его приводятся в движение электромоторами. Есть кнопки, при помощи которых ездок задает скорость бега, делает повороты. А скорость у «Галопа» (так зовут механического коня) приличная, около 50 километров в час.
      На стадионах в Японии перед десятками тысяч зрителей разыгрываются представления, в которых участвуют огромные куклы ростом 5 метров. Сделаны они из нейлоновой ткани и надуты воздухом. Но самое удивительное заключается в том, что управляют куклами-великанами электронно-вычислительные машины. ЭВМ заставляют кукол двигать руками, ногами, говорить и смеяться.
      Сегодня уже не диво электронный шахматист — коробочка с клетчатой доской на крышке. У электронного партнера шахматист средней силы может выиграть,
      но может и проиграть. Чтобы сделать ход, надо нажать на клавиш. Ответный ход автомата высвечивается на экранчике. Там же появляются и слова «шах» и «сдаюсь».
      Удобно иметь игровой автомат дома. Захотел — поиграл. И такие автоматы выпускаются. Например, домашний тир. К обычному телевизору подключается небольшая приставка. На экране телевизора появляется квадратик — мишень. В нее надо попасть лучом из пистолета. При каждом попадании размеры мишени уменьшаются. А можно сделать и так, что она будет метаться по экрану. Попасть тогда гораздо труднее. Но это уже для хороших стрелков.
      Слышать утром резкий звонок будильника — ощущение не из приятных. Но каким же способом еще можно разбудить крепко спящего человека? Английские инженеры решили применить для этой цели... запах. Они изобрели ароматический будильник. В заданный момент внутри будильника разогревается маленький баллончик с пахучей жидкостью — и комнату наполняет запах яблок, груш или свежих ягод. Говорят, что аромат действует не менее надежно, чем звонок. Но конечно, он куда приятнее.
      На складах, в магазинах, в учреждениях установлены приборы, которые автоматически подадут сигнал, если в помещении возникнет пожар. Одни из них «чувствуют» повышение температуры, другие — дым, третьи — свет пламени.
     
     
      Автоматические продавцы
     
      Они поджидают нас повсюду: на улицах, в метро, на вокзалах, в кинотеатрах. Они нужны всем.
      Когда же появились первые торговые автоматы? Думаешь, недавно? Нет. Около двух тысяч лет назад! Вот как давно.
      Тогда египетские жрецы придумали автоматы, отпускавшие за деньги «святую» воду. Секрет своего изобретения они держали за семью печатями.
      Шло время, древние автоматы были надолго забыты, и только лет сто назад в Англии появился торговый автомат, продававший спички.
      Железный продавец работал совсем неплохо, и тогда его изобретатель, инженер Ивритт, решил сделать автомат, торгующий плитками шоколада.
      Сделал, да только на этот раз получился конфуз. Нет, автомат ни в чем не провинился. Виноваты были покупатели. Нашлись среди них такие, которые вместо монет стали опускать разные кругляшки и нечестным способом лакомиться шоколадом. Пришлось автомат переделывать, учить его отличать настоящие деньги от фальшивых.
      Далеко не сразу этого удалось добиться. Многие изобретатели ломали головы над трудной задачкой. И все же решение было найдено. Более того: некоторые автоматы заговорили человеческим голосом. Если кто-то бросал в автомат простую железку, механический продавец возвращал ее и громко произносил: «В следующий раз прошу опускать настоящие деньги!» То-то было позора.
      Другие, вежливые автоматы могли благодарить. «Спасибо за покупку», — говорили они. И приглашали: «Приходите еще».
      Г лаз у железного продавца нет. Как же он отличает настоящие деньги от подделок, по каким признакам?
      Признаки, к счастью, есть, и немало: размеры монеты, ее вес и магнитные свойства, состав металла, из которого она изготовлена. И как только монету опускают в щель автомата, он принимается за проверку.
      Монета катится по узкой дорожке между двумя стенками. Если это простая железка, магнит, расположенный на пути, тотчас же остановит подделку и она будет возвращена назад.
      Но предположим, магнитный пост благополучно пройден. Тогда монета вкатывается на чувствительные рычажные весы. Лишь при строго определенной комплекции она будет пропущена вперед.
      Дальше — проверка размеров. В дорожке — щель, а над дорожкой — перила. Кружок большего диаметра, чем монета, не пролезет под перила. Меньшего — свалится набок. Более толстый также не войдет. Более тонкий провалится в щель.
      Но пусть и размеры оказались нормальными. Тогда — последний и самый главный экзамен, на состав металла.
      Монета пробегает мимо электромагнита. Включается ток, и она повисает в воздухе. На весу ее удерживают магнитные силы. Вернее, повисает настоящая монета. Подделка падает и по обходной дороге катится назад. Полноценная же, повисев, бежит вперед и по пути, наконец, включает механизмы автомата, словно командует: «Выдать товар!».
      Сейчас во всем мире работают несколько миллионов торговых автоматов. Продают они товары пяти-шести тысяч наименований: различные напитки, сосиски, конфеты, духи, чулки, носовые платки, газеты, тетради, жевательную резинку, билеты, карандаши, спички и многое, многое другое.
      Есть автоматы, которые не просто отпускают товар, но сначала приготавливают его: делают смеси, варят, подогревают или, напротив, охлаждают. Некоторые принимают плату любым набором монет.
      Всем хороши автоматические продавцы. Они могут работать круглые сутки без перерыва, без выходных дней, без отпусков. Одно плохо: не принимают бумажные деньги. Да нет, есть уже и такие автоматы, которые бумажные деньги тоже умеют проверить, принять и даже сдачу выдать.
      Большое будущее у автоматических продавцов!
     
      ИРИСОЧНЫЙ АВТОМАТ
      А можно ли самому сделать модель торгового автомата? И если можно, то как? Об этом-то я и хочу тебе сейчас рассказать.
      Наш автомат (рисунок 66) будет «торговать» конфетами, ирисками «Кис-Кис»,
      например. Конечно, это очень простой автомат. Нет в нем хитроумных устройств для проверки монет.
      Но работать он будет.
      Состоит автоматический продавец из коробки 1, внутри которой размещается подающий механизм 2. Механизм этот назван так потому, что подает ириску из накопителя 3, если двухкопеечную монету втолкнуть в щель 4 на передней стенке коробки. Во время работы автомата ириски лежат в накопителе стопкой, одна на другой.
      Коробку 1 надо склеить. Вырежь из картона ее четыре стенки. На передней стенке 5 сделай три отверстия. Нижнее, самое большое, б^дет служить окошком, через которое забирается конфета. В среднее вставляется ящичек 6. Туда падают монеты. Это касса. Наконец, верхнее отверстие предназначено для прохода монет. Слева и справа от него прорежь две щели 7. Они нужны будут, чтобы прикрепить пластинку 8.
      Вокруг среднего отверстия приклей полочку 9 — опору для ящика. Делается она из тонкого картона.
      Вырежь из жести пластинку 8, отогни ее края. В середине аккуратно пробей расклепанным гвоздем щель — точно по размерам двухкопеечной монеты. Заусенцы опили напильником. Вставь отогнутые края пластинки в щели 7 на передней стенке коробки. Загни края пластинки и плотно прижми их легкими ударами молотка.
      Можно коробку склеивать. Заготовь восемь уголков 10 из чертежной бумаги. С их помощью и соедини стенки коробки. Четыре уголка наклей внутри ее. Другие четыре — снаружи.
      Дно 11 сделай из плотной чертежной бумаги и приклей к стенкам. Приклей также внутри коробки наклонную дорожку 12 из плотной бумаги. По этой дорожке ириски будут сползать вниз.
      Сверху коробка закрывается крышкой 13. Вырежь ее из картона.
      В крышке сделай квадратное отверстие, через которое ириски можно будет закладывать в накопитель 3.
      Накопитель изготавливается так. Выстрогай деревянный брусочек 14. Возьми полоску бумаги шириной 100 и длиной 350 миллиметров. Смажь клеем и плотно оберни ею брусочек. Когда клей высохнет, брусочек вытащи. Получившуюся бумажную трубку разрежь с одной стороны по углам и края ее отогни. С другой стороны обрежь по размеру. Приклей полочку 15, согнутую из картона. Чтобы она держалась прочнее, оклей ее бумажной полоской.
      Готовый накопитель приклей отгибами к крышке 13, как раз под отверстием в ней. Для прочности отгибы заклей сверху бумагой.
      Пока клей будет сохнуть, займись изготовлением подающего механизма 2. Делается он целиком из жести.
      Как сделать детали механизма 16, 17, 18, думаю, ясно из рисунка. Все они соединяются между собой при помощи четырех осей 19 из нетолстой проволоки.
      Есть в подающем механизме еще одна деталь — резинка 20. Она прикрепляется с помощью проволочных петелек и служит для того, чтобы возвращать механизм в исходное положение.
      Двумя винтами механизм прикрепи к крышке. Винтом же присоедини к ней и заслонку 21.
      Крышка прикрепляется к коробке посредством двух уголков из жести 22 и винтов.
      Не закрывая крышку, опробуй механизм в действии. Положи в накопитель парочку ирисок и, отклоняя рукой механизм, посмотри, легко ли он двигается, хорошо ли выталкивает конфету. Если так, можно автомат собрать, то есть поставить крышку на место.
      Положи ириски в накопитель. Возьми двухкопеечную монету, вставь в щель и резко нажми. Монета упрется в стенку подающего механизма, повернет его, и толкатель выбросит ириску. По наклонной дорожке она сползет к окну, к «покупателю». Монета же упадет в ящичек-кассу.
      Резинка возвратит подающий механизм в прежнее положение. На место вытолкнутой ириски опустится следующая. Автомат опять приготовится к работе.
      Разумеется, и автоматический продавец требует наладки. Быть может, подающему механизму понадобится регулировка или толкатель его надо будет подогнуть. Впрочем, так всегда: любой автомат требует к себе внимания.
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      Японские инженеры сконструировали автоматического кассира. Он сортирует бумажные деньги, считает их и упаковывает. Кассир-автомат способен распознать поддельные деньги, удалить запачканные и попорченные.
      В Англии в те времена, когда торговые автоматы были еще не так совершенны, как сейчас, мошенники вместо монет стали опускать ледяные кружочки. Автоматы отпускали товар за ледышки. Пришлось срочно вводить еще одно испытание — на подогрев. Монеты легко его выдерживали, а ледышки, понятно, нет.
      Вареничный автомат работает в Ленинграде. Приготовив тесто и творожную массу, машина начинает делать вареники. Аккуратные, одинаковые, весом по 25 граммов каждый. За смену автомат изготавливает их около пятидесяти тысяч штук, то есть более тонны.
      В Англии в овощных магазинах установлены автоматы-картофелечистки. За небольшую плату (монеты надо опустить в щель) они выдают очищенный, промытый и тщательно упакованный картофель.
      В Токио, японской столице, открылся электронный универсам. Покупателям надо лишь нажать на определенные кнопки, и автоматически будут подобраны все заказанные продукты, взвешены и упакованы. Покупатель укладывает пакеты в тележку, которая вежливо произносит: «Добрый день. Рады услужить вам. Ваши товары будут стоить...» — и называет сумму. Остается только расплатиться в электронной кассе.
      На улицах японской столицы установлены табло, на которых указывается, через сколько времени подойдет автобус. Эти сведения посылает сам автобус. По радио он сообщает, где находится в данный момент. Электронная машина мгновенно делает расчет, определяет время прибытия автобуса и зажигает цифры на табло.
     
     
      Как роботы работать научились
     
      РОБОТ ПО КЛИЧКЕ АРС
      В квартире калужского инженера Гришина появился удивительный жилец. Высокий, широкоплечий. Голос чуть глуховатый. Глаза сверкают. Ходит, тяжело ступая по полу железными ногами. Да и все туловище, и голова, и руки у него — железные, потому что в этой квартире поселился робот.
      Да, да. Борис Николаевич Гришин сделал его собственными руками, все сам придумал, собрал, и с тех пор робот у него — вроде слуги или домашнего секретаря. У робота и имя такое — АРС, что означает «автоматический радиоэлектронный секретарь».
      Зашел однажды к инженеру приятель. Сидят, разговаривают.
      — Принеси-ка нам чаю, АРС! — крикнул инженер.
      И вдруг из кухни выходит робот с подносом в руках. Приятель чуть со стула не свалился. Что за чудеса! А робот поставил на
      стол чай, варенье, фрукты и спокойно удалился.
      — Вот это да! — удивился гость. — Что же он еще умеет делать? —
      — Многое, — отвечает Гришин. — Он способный. Утром будит меня. Затем магнитофон включает с записью утренней зарядки. Пока я зарядку делаю, он завтрак подогреет, подаст, а заодно напомнит, какие дела меня сегодня ждут. Ничего не забудет.
      — Здорово! — восхищается приятель.
      А Гришин:
      — Да и это еще не все. Уйду я на службу — АРС квартиру уберет и проветрит. Если я попрошу, закажет по телефону билет на поезд или самолет.
      — А вдруг кто-то позвонит? — поинтересовался гость.
      — АРС снимет трубку и поговорит. Спросит, кто звонил и по какому делу, а вечером обязательно доложит мне.
      Вот какого отличного помощника построил себе инженер Гришин — умного и безотказного.
      Теперь роботов делают даже школьники, юные техники. Ребята из города Калининграда построили целую семью. Забавно смотреть, как вышагивают «взрослые» роботы, а рядом с ними семенит робот-малыш.
      На Выставке достижений народного хозяйства СССР в Москве я видел робота, которого создали юные техники из города Каменск-Уральский. Симпатичного такого. Туловище и голова у него квадратные. Вместо глаз — две электрические лампочки. Он служит экскурсоводом. Дает пояснения посетителям выставки, показывает различные модели, сделанные руками ребят.
      Голос у него звонкий, ясный. Говорит, а сам посматривает на ту модель, о которой рассказывает.
      Очень не любит шума. Чуть кто из ребят расшалится, он умолкает, а потом вежливо просит: «Пожалуйста, не шумите. Вы мне мешаете».
     
      РОБОТЫ ПРИХОДЯТ НА ЗАВОД
      Постепенно роботам начали поручать дела и посерьезнее. Их научили работать на заводах и фабриках.
      На любом предприятии нужны маляры,
      электросварщики, грузчики, подавальщики. Есть заводские цехи, где работа грязная, шумная. Есть и такие, где жарко, душно, где вредно находиться людям. Там роботы потребовались в первую очередь. Они неутомимы, выносливы, способны выполнять самую тяжелую, самую трудную, однообразную работу. И делают ее быстро, четко, точно. Один железный маляр или сварщик может заменить десять рабочих, а то и больше.
      На людей заводские роботы нисколько не похожи. Да это и не нужно. Туловище в виде тумбы или шкафчика. На нем укреплена рука с каким-нибудь инструментом. Рука может поворачиваться, сгибаться, сжимать и разжимать пальцы (инженеры называют их схватами).
      Обычно роботу достаточно одной руки. Но бывают и двурукие, и трехрукие, и даже четырехрукие роботы. Все зависит от вида работы, которую приходится выполнять.
      Понаблюдай за своими руками: какие они подвижные, гибкие, ловкие. Недаром говорят, что человеческая рука — чудо природы. Задумались инженеры: как создать и для роботов руки, которые годились бы для всякого дела? И поняли, что это пока невозможно. Куда проще и легче сделать для разных работ разные руки.
      У одних роботов — двупалые клешни.
      У других вместо пальцев — присоски. Есть руки, похожие на птичьи лапы.
      А что же движет механическую руку? Чаще всего — сжатый воздух. Он подается в двигатель руки. Под его напором она и перемещается. Если требуется, чтобы рука была еще сильнее, вместо воздуха в двигатель накачивается жидкое масло. Теперь все чаще и чаще инженеры используют электрические моторы. Мотор через зубчатые колеса, через рычаги двигает руку робота.
      Итак, туловище у робота есть. Рука есть. Двигатель есть. Все? Постой, а кто же движением руки будет командовать? Как сделать, чтобы она знала, куда двигаться, где остановиться, когда включить и когда выключить инструмент?
      Можно это сделать по-разному. Например, при помощи дырчатой ленты — перфоленты. Отверстия в ней — это команды роботу. Одна группа отверстий означает команду «поднять руку». Другая — «опустить руку». Третья — «разжать схваты».
      Лента, свернутая в рулон, находится внутри робота, в электронном приборе, который умеет «читать» и «понимать» такие команды. Он управляет движением руки. Надо — руку поднимет. Надо — опустит. Влево направит или вправо поведет. Одним словом, будет делать все в точности так, как указано на дырчатой ленте.
     
      ТАМ, ГДЕ СТРОЯТ «ЖИГУЛИ»
      Сейчас во всем мире работает более ста тысяч роботов. Только в нашей стране их около десяти тысяч. Давай побываем на каком-нибудь заводе. Например, на Волжском автомобильном, там, где строятся легковые машины «Жигули». Посмотрим, как работают роботы.
      Огромный это завод. Целый город. С неделю надо ходить по его цехам, пока все обойдешь. Так их много, и такие они большие. По некоторым в пору на велосипеде ездить, а не пешком ходить.
      Не удивительно, что и автомобилей здесь выпускается много. Проходит всего двадцать секунд, и появляется новенькая машина, полностью готовая. Значит, за час — около двухсот. А за рабочий день — полторы тысячи!
      Построить легковой автомобиль — дело непростое. Но теперь рабочим помогают роботы.
      Для того чтобы получился кузов машины, ее железный корпус, нужно собрать и крепко соединить вместе более тысячи деталей. Делается это с помощью электросварки. Железные части плотно прижимаются друг к другу. Затем подается электрический ток. От сильного нагрева металл плавится. Миг — и две детали крепко соединились, сварились.
      По длинному цеху движется дорога-конвейер. На ней установлены кузовы «Жигулей». Они еще не собраны. Детали их лишь прижаты одна к другой. Кузовы надо сварить. —
      Вдоль конвейера стоят роботы. К их рукам прикреплены сварочные клещи. Вот к одному из роботов подъехал кузов и остановился. Робот повернул руку, ухватился за кузов, сжал клещи и загудел.
      Секунды не прошло — в одном месте сварка произведена. А робот уцепился за кузов в другом месте. И там — готово. Рука еще немного переместилась в сторону. И опять вспыхнул огонек.
      Своей длинной рукой робот может забраться в самый дальний угол кузова. Пока рука не обойдет все углы и закоулки, кузов с места не тронется. А в это время другие роботы заняты сваркой других кузовов.
      Быстро, аккуратно работают роботы-сварщики. И что очень важно — они могут легко переучиваться. Конструкция автомобилей меняется, улучшается. Меняется и форма кузова, становится все красивее, все обтекаемее.
      Для роботов эти перемены не страшны. Они могут легко приноровиться к новому кузову. Надо только вложить в них другую перфоленту, с другими командами.
      Пока роботы лишь сваривают кузовы автомобилей. Колеса, мотор, руль, приборы в машине устанавливаются руками рабочих.
      Однако скоро придет время, когда и эту работу поручат роботам, конечно, более сложным, чем нынешние.
     
      «ЧУВСТВУЮЩИЕ» РОБОТЫ
      Кажется, что может быть проще: взять книгу и переложить ее на другое место? Для нас — действительно просто. Для робота — очень сложно. Прежде чем взять какую-нибудь вещь, нужно ее увидеть среди других вещей. Протянуть к ней руку. Решить, как удобнее брать.
      Те роботы, которые сейчас трудятся на заводах, делать 3toilo не умеют. Руки их перемещаются только так, как им заранее предписано. Сами они ничего изменить не в силах. И вот что может получиться.
      Скажем, работает робот подавальщиком.
      Возьмет деталь. Повернется, переложит. Снова повернется, чтобы взять следующую. А она оказалась чуть сдвинутой со своего места. Ткнет робот руку туда, куда, казалось бы, и надо, а там ничего нет. Найти «пропавшую» деталь робот не сможет.
      Для нас же это совсем просто. И все дело в том, что у нас есть глаза, чувствительная кожа. Значит, и роботу нужны свои органы «чувств».
      «Чувствующие» роботы уже созданы, но пока — опытные. Они еще проходят испытания в научных лабораториях.
      Одного такого робота мне довелось видеть. Он легко находил разбросанные по столу кубики и складывал их в коробку. При мне собрал пирамидку из разноцветных кружочков.
      Конечно, и кубики, и пирамидка — это так, для показа умения. На заводах подобные роботы смогут стать искусными сборщиками, собирать точные приборы и делать это быстро и безошибочно.
     
      ТВОЙ ПЕРВЫЙ РОБОТ
      Робот — машина сложная. Например, АРС инженера Б. Н. Гришина состоит из двадцати тысяч радиодеталей, десятков электромоторов, сотен реле. Бесчисленные провода переплетаются в нем, словно кровеносные сосуды. Без электронных приборов, сложной электротехники и радиотехники робота говорящего, отвечающего на вопросы, ходящего, двигающего руками не создать.
      Твой первый робот будет значительно проще (рисунок 67). «Организм» его состоит из тех автоматических устройств, которые тебе уже знакомы, которые ты уже строил. Здесь они только объединились. Что же робот «умеет» делать, какими «способностями» обладает? Перечислю:
      1. У него мигающие глаза.
      2. Он «чувствует» рукопожатие. Когда ему пожимают правую руку, он жужжит. Когда пожимают левую — раздается звонок.
      3. На голове у него — чувствительная «антенна». Если до нее дотронуться металлической рукояткой, рот робота начинает светиться.
      4. Он умеет отгадывать числа.
      Первым делом надо изготовить туловище робота. На нем крепятся все детали, приборы, провода.
      Голову и туловище выпили из одного куска фанеры. По бокам прибей рейки. Они будут служить роботу ногами. Ноги крепятся к подставке — двум рейкам, соединенным фанерками. Руки робота тоже сделай фанерными и прибей их к боковым рейкам.
      Когда туловище будет готово, начинай «насыщать» Ьго деталями и приборами.
      Глаза робота — две лампочки от карманного фонарика. Укрепи их известным тебе способом. Чтобы глаза были мигающими, подключи к лампочкам реле времени (рисунок 27). Оно устанавливается на тыльной стороне туловища, а как его подсоединять, ты уже знаешь. Электрическая схема здесь такая же, как, например, у маяка (рисунок 30). Не забудь про выключатель (из жестяной пластинки). Без него лампочки будут мигать беспрерывно.
      К рукам прикрепи пальцы. Каждая рука имеет всего по одному пальцу, сделанному из полоски жести и привинченному к фанере. Это, проще сказать, выключатели, которые при пожатии руки робота прижимаются к винтикам-контактам и замыкают электрическую цепь.
      Палец одной руки включает звонок. Используй тот звонок, который ты сделал для сигнализатора уровня воды в ванне (рисунок 22). Палец другой руки пускает в ход жужжалку — зуммер (рисунок 68). Этот прибор ты еще не делал. По конструкции он очень напоминает электромагнитное реле (рисунок 26) и устроен так, что все время сам себя включает и выключает. От этого раздается жужжащий звук.
      У зуммера такая же катушка, такие же сердечник и якорь 1, как у реле. Только контакт 2 сделан и расположен иначе.
      Как подключать звонок и зуммер к пальцам, я рассказывать не буду. Уверен — ты сам справишься.
      К голове робота прикрепи стержень «антенны». Если до нее дотронуться металлической рукояткой, загорится лампочка, установленная позади рта робота. Как это делается, ты знаешь. Вспомни игру «У кого вернее глаз?» (рисунок 63). «Антенна» действует точно так же. Лампочка крепится на стойке, сделанной из жести и фанеры. Рот робота заклей красной полупрозрачной бумагой или пластмассовой пленкой. Тогда вид получится более эффектный.
      Ну, а числа робот будет «отгадывать», если на туловище его установить машину, которую ты тоже делал (рисунок 61).
      К сожалению, робот наш не умеет двигаться. Руки у него тоже неподвижны. Но может быть, со временем ты научишь его ездить на колесиках и двигать руками?
      Автомат этот интересен еще и тем, что его можно совершенствовать, усложнять. Ты будешь набираться опыта, знаний, умений. И твой робот будет становиться все умелее, все «способнее». Конечно, с твоей помощью.
     
      ЧТО ПРИДУМАЛИ ИНЖЕНЕРЫ
      Возле робота, показанного на ярмарке в городе Лейпциге, всегда собиралась толпа. Он развлекал посетителей ярмарки тем, что ловко сортировал цветные шары. Красные откладывал в одну сторону, синие — в другую, зеленые — в третью. Для робота это тоже было «развлечением». Специальность его — таскать из печи раскаленные болванки.
      В Италии придумана искусственная кожа для роботов. Кожа — особенная, она «чувствует» прикосновения. При этом в ней возникают электрические сигналы. Новым материалом можно покрывать руки роботов, делая их чувствительными.
      Зовут его «Артур». Это робот, предназначенный для упаковки печенья. Он работает на московской кондитерской фабрике «Большевик». За восемь часов робот раскладывает по пачкам пять тонн печенья. Причем только доброкачественного. Печенье с изъяном автомат не пропустит, отложит в сторону и возвратит на переработку.
      Один из японских роботов не только прекрасный маляр, но и обладает тонким чутьем на цвет. Он способен различать девять оттенков краски. Если она хотя бы слегка отличается по цвету, робот останавливается и зажигает сигнальную лампу.
      Американские инженеры построили электронный аппарат, который работает почти так же, как глаз голубя. Зрение у этой птицы особенное. Она видит только то, что для нее имеет значение, остальное как бы пропадает. Вот так же «видит» и электронный «глаз». Это важно, если требуется что-то быстро заметить, а отвлекаться нет времени.
      Большая часть поверхности Земли занята морями и океанами. Много места занимают пустыни, высокие горы, густые леса. Нелегко вести там метеорологические наблюдения. Выручают метеоспутники. За один виток вокруг нашей планеты спутник-автомат сообщает в сто раз больше сведений, чем все метеостанции мира!
     
     
      В мире «умной» техники
     
      ОТ СТАНКА К СТАНКУ
      Сколько на земле легковых автомобилей? Более пятисот миллионов! В Нью-Йорке — около двух миллионов машин. От них тесно на улицах. То же можно увидеть в Лондоне, Париже, Риме. В далекой Австралии бытует даже шутливая поговорка: для того чтобы перейти улицу, лучший способ — совершить кругосветное путешествие.
      И все же легковой автомобиль — это удобство, комфорт, это скорость. Вот почему число автомашин постоянно растет. К существующим прибавляется по десять миллионов ежегодно. А раз так, то и автомобильных двигателей требуется много.
      Давно инженеры задумались над тем, как увеличить выпуск двигателей и деталей к ним. Впрочем, ответ был известен, и найден он был около двух веков назад в Англии.
      В то время для парусного флота требовались деревянные блоки, тысячи блоков. Старые блочные мастерские уже не справлялись, не поспевали. Выход нашел английский механик Генри Модели.
      В 1800 году он создал первую станочную линию. Сорок пять станков были выставлены в ряд. Деревянные заготовки передавались со станка на станок, что сильно ускоряло работу. На такой линии удавалось изготовить в год более ста пятидесяти тысяч блоков. Это казалось удивительным.
      Тогда-то и выяснилась сила поточных линий. Их построили немало. Для самых различных производств. У нас была создана автоматическая станочная линия для изготовления корпусов автомобильных моторов.
      Сложное это дело. Для того чтобы металлическая заготовка стала корпусом двигателя, над ней нужно произвести сотни различных операций. В одном месте проточить паз. В другом — просверлить отверстие. В третьем — уже готовое отверстие расточить. Здесь — нарезать резьбу, там — «пройтись» фрезой.
      Станки-автоматы выстроились в длинный ряд. Заготовки по движущейся дорожке — конвейеру одна за другой переезжали от станка к станку: токарному, фрезерному, сверлильному, расточному, снова к токарному и так далее.
      Дело шло ходко. Производительность автоматической линии была высока. Но постепенно выяснилось, что не все тут обстоит хорошо.
      Да, на автоматических линиях можно было изготавливать детали быстро. Однако только для двигателей одного-единственного типа. А ведь конструкция автомобилей и двигателей к ним не стоит на месте. Я помню, какой красивой, скоростной, мощной казалась когда-то легковая машина «Победа». А если сравнить ее теперь с «Волгой»? Нет, «Волга» куда лучше — изящнее, стремительнее. И мотор у нее, конечно, намного совершеннее.
      Но для того чтобы начать выпуск нового типа двигателя, надо было строить и новую автоматическую линию, с другими станками. А это дело не только дорогое, но и долгое. Автоматическим линиям не хватало очень важного качества — гибкости, приспособляемости.
     
      КОМАНДУЮТ ЧИСЛА
      Какую ни возьми машину, она состоит из деталей. К примеру, ручные часы. В них более двухсот пятидесяти разных деталек, одна другой меньше. А если взять паровую турбину — машину-гигант. И там деталей много. Причем некоторые весят десятки тонн.
      Большая часть деталей обрабатывается на металлорежущих станках. Давно придуманы токарно-копировальные станки. Сначала изготавливается копир — деталь-образец. Она устанавливается на стайок, и резец послушно повторяет все изгибы, все выступы, все впадины копира.
      При помощи копиров делались огромные гребные винты морских судов, воздушные винты самолетов, лопатки турбин. И для каждой такой работы нужны были свои копиры. Много копиров. Чтобы изготовить детали крупного самолета, например, нужно около двух тысяч кЬпиров! А изменилась конструкция машины — выбрасывай старые копиры и делай новые. Так и делали. Лучшего никто предложить не мог.
      Но продвинулась вперед электроника, появились электронно-вычислительные машины, и настали новые времена для станков-автоматов.
      Помнишь, я рассказывал тебе, как с помощью дырчатых лент можно командовать роботами. Но перфоленты, оказалось, пригодны и для управления станками-автоматами.
      Дырчатая лента тщательно готовится заранее. Все надо учесть: где у детали прямые участки, где закругления, где надо просвер
      лить отверстие и на какую глубину, с какой точностью.
      Лента — метров 200 длиной и шириной со школьную линейку, но умещаются там все необходимые команды. Ее сворачивают в рулон. Но теперь это не просто рулон бумаги. Это программа, задание станку.
      Ленту закладывают в станок. У него есть своя электронно-вычислительная машина. Для ЭВМ не составляет никакого труда считать команды, записанные отверстиями. Машина переписывает команды числами — группами нолей и единиц — и крепко их запоминает. Остается лишь включить станок. А управлять им будет ЭВМ.
      Командуя станком, машина словно числовую задачу решает. Вот почему говорят: «Этот станок с ЧПУ». То есть с числовым программным управлением. Лет тридцать назад станков с ЧПУ было мало. Лет двадцать назад — сотни. А сегодня они уже почти вытеснили станки с копирами.
     
      МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМ КОМБАЙН
      Главное, чем отличаются такие станки от старых, копировальных, — это тем, что задание им, программу работы, можно легко менять. Достаточно взять перфоленту с отверстиями, пробитыми в другом порядке, и пожалуйста: станок начнет обрабатывать другую деталь, по форме и размерам совершенно отличную от прежней.
      Это, конечно, замечательно. Но инженерам хотелось большего. «Сделать бы так, — мечтали они, — чтобы станок сам менял инструменты».
      И правда было бы хорошо. К примеру, работал станок резцом, а затем потребовалось ему поработать сверлом. Хорошо, если бы нужный инструмент подавался автоматически.
      Придумали конструкторы такой механизм и назвали его магазином инструментов. К станку они прикрепили большой бара
      бан. Перед началом работы магазин заряжается всеми необходимыми инструментами. А помещается их там до сотни штук. Один и тот же станок может и точить, и фрезеровать, и сверлить, и шлифовать. Настоящий металлорежущий комбайн. Новый станок и называться стал по-новому — обрабатывающим центром.
      Станки работали по программе, сами меняли инструмент. Что еще нужно? Оказалось, нужно.
      «Сделать бы еще и так, — опять задумались инженеры-станкостроители, — чтобы и заготовки деталей устанавливались на станок автоматически. А когда деталь будет готова, то и здесь человек не должен вмешиваться».
      Одним словом, нужна была рука, механическая рука, но умелая и точная, почти как человеческая. Да ведь есть такая рука! Робот! И точно, когда роботы встали у новых станков, дело пошло еще лучше.
      Что же получилось? Станок можно легко заставить работать по любой новой программе. У него есть запас инструментов. Обслуживается он роботами. Получился островок гибкого автоматизированного производства. Но пока лишь островок.
     
      УМНАЯ КРУГОВЕРТЬ
      Есть такие сложные детали, что в одиночку их не изготовить даже самому сверхновому станку. Приходится выстраивать в ряд несколько (бывает, что и десятки) станков с ЧПУ. У каждого — свой магазин инструментов. Каждый обслуживается роботом.
      Так что же в этом плохого? Надо так надо. Это верно. Но только работать новые станки тоже должны по-новому.
      На таких сложных станках выгодно изготавливать сразу несколько разных деталей. Однако станки простаивают, если детали двигаются к ним по прямой дороге. Как раньше на автоматических линиях.
      Нет, уж если мы получили в свое распоряжение столь сложную, умную технику, то надо делать по-другому. Надо, чтобы все станки действовали слаженно, как единое целое, чтобы работа между ними распределялась наилучшим образом.
      Заготовка будущей детали должна совершить между станками сложное путешествие. Побывав на первом станке, она (если это выгодно для общего дела) сразу перебирается на третий станок, затем на шестой, а после снова возвращается на первый.
      Это путешествие может оказаться настолько запутанным, настолько петлистым, что рассчитать и точно наметить дорогу между станками способна лишь ЭВМ. Значит, без электронного «мозга» тут никак не обойтись. Электронно-вычислительная машина в каждую секунду должна решать, куда и как, на какой станок послать заготовку.
      Но и ЭВМ — мало. Надо иметь еще одно очень важное устройство — склад заготовок и деталей.
      Это длинный, многоэтажный шкаф со множеством отделений — ячеек. В каждой из них лежат заготовки и частично обработанные детали. Вдоль склада ездит робот. По приказу электронно-вычислительной машины он извлекает из ячейки нужную в данный момент заготовку, кладет ее на автоматическую тележку, и та сама отправляется в путь, к станку, указанному электронной машиной.
      Но вот работа сделана. Станок посылает сигнал ЭВМ, и машина вызывает автоматическую тележку. Частично обработанная заготовка возвращается на склад, в ячейку. Здесь она снова будет дожидаться своей очереди к другому станку.
      Ты теперь понимаешь назначение склада? Его можно сравнить с промежуточной железнодорожной станцией. К нему сходятся все пути. Отсюда заготовка в любой момент может быть отправлена к нужному станку. В своей ячейке она спокойно лежит столько, сколько потребуется, не мешая другим заготовкам двигаться к станкам.
     
      СЧАСТЛИВОГО ТЕБЕ ПУТИ!
      Это уже не фантастика. Гибкие автоматизированные производства работают. Со всех концов страны приезжают специалисты в Ленинград, на завод «Знамя Октября», где дей-
      ствует замечательное гибкое производство. Есть такое производство и в городе Иваново на станкостроительном заводе, и в городе Андропове на заводе, выпускающем авиационные двигатели.
      С каждым днем, с каждым годом гибких производств в нашей стране будет все больше и больше. Надо поставить на службу нашей промышленности, народному хозяйству самую передовую технику, все достижения науки.
      Чтобы жить лучше, чтобы наша страна стала еще богаче и сильнее, заводы и фабрики должны работать быстрее, производительнее. Как этого добиться? Ответ ты уже знаешь: с помощью новейших машин — станков, электронно-вычислительных машин, роботов. Одним словом, при помощи автоматики.
      Я надеюсь, что, прочитав эту книжку, ты полюбишь автоматику — одну из самых увлекательных и важных областей техники. Я буду рад, если автоматика станет твоей профессией.
      Говорят, что в будущем появятся заводы-автоматы. Месяцами, а то и годами смогут они работать самостоятельно, не требуя никакой помощи. Наверное, так и будет. Но это совсем не означает, что тогда уже не понадобятся специалисты по ЭВМ, станкам с числовым программным управлением, роботам, точной механике. Ничуть не бывало! Как раз наоборот. И на заводах-автоматах знатоки сложной техники будут крайне необходимы. Кому же, как не им, строить, налаживать, пускать в ход эту сложнейшую автоматику. Хорошим, умелым рабочим всегда найдется дело. Талантливые, знающие инженеры всегда будут высоко цениться в мире сложной, умной техники.
      Желаю тебе найти свое место в этом удивительном мире!