Чудеса техники

При всех своих достоинствах любой самолет имеет один важный недостаток — для того чтобы оставаться в воздухе, он должен постоянно и с достаточно большой скоростью перемещаться в горизонтальной плоскости, ведь подъемная сила его крыльев напрямую зависит от скорости движения. Отсюда необходимость разбега при взлете и пробега при посадке, которые приковывают самолет к аэродрому.

Между тем часто возникает необходимость в таком летательном аппарате, который обладает подъемной силой, не зависящей от скорости полета, может вертикально подниматься и садиться, а кроме того, способен «зависать» в воздухе. Эта ниша после долгих конструкторских поисков была занята винтокрылой машиной — вертолетом.

Создание аппарата, обладавшего комплексом этих качеств, оказалось чрезвычайно сложным делом, поскольку теория вертолета намного сложнее теории самолета. Потребовались годы упорного труда многих конструкторов, прежде чем вертолет стал уверенно чувствовать себя в воздухе, хотя первые винтокрылые аппараты появились едва ли не в одно время с первыми самолетами. В 1907 году четырехвинтовой вертолет французов Бреге и Рише впервые смог оторваться от земли и приподнять над ней человека.

К 1911 году 22-летний студент МВТУ Борис Юрьев разработал в общих чертах всю схему одновинтового вертолета. Запатентовать ее он не смог, так как не имел на это денег. В 1914 году построил свой геликоптер шотландец Мумфорд. На нем впервые был осуществлен полет с поступательной скоростью. В 1924 году француз Эмишен впервые пролетел на своем вертолете по замкнутому кругу. В то же время Юрьев, заняв пост начальника Экспериментального аэродинамического отдела ЦАГИ, попробовал реализовать свою одновинтовую схему. Под его руководством Алексей Черемухин построил первый советский вертолет 1-ЭА.

Первые же испытания 1930 года дали блестящий результат. Пилотируемый Черемухиным вертолет уверенно отрывался от земли и легко взмывал на высоту нескольких сот метров, свободно описывал в воздухе восьмерки и другие сложные фигуры. В 1932 году Черемухин поднялся на этом вертолете на высоту 605 метров, поставив тем самым абсолютный мировой рекорд. Однако и этот вертолет был еще очень далек от совершенства. Он был слишком неустойчив.

В 1938 году под руководством Братухина был создан первый советский двухвинтовой вертолет 11-ЭА поперечной схемы.

В это время лидером в вертолетостроении была Германия. Талантливый конструктор Фокке создал в 1930-е годы несколько совершенных двухвинтовых вертолетов поперечной схемы. В 1937 году на его вертолете FW-61 были установлены мировые рекорды: высоты — 2439 метров, скорости — 123 километра в час, дальности — 109 километров.

Однако по праву слава основателя мирового вертолетостроения принадлежит Игорю Сикорскому. Именно он положил начало серийному производству вертолетов.

Испытание своего первого вертолета Сикорский провел в июле 1909 года во дворе своего дома в Киеве. Ранней весной 1910 года он собрал второй вертолет. Этот аппарат был первым и единственным в России, способным поднимать свой собственный вес. Однако затем Сикорский сконцентрировался на конструировании самолетов, где добился больших успехов. Он создал первые в мире четырехмоторные самолеты «Русский витязь» и «Илья Муромец». В 1919 году Сикорский эмигрировал в США, где в 1923 году основал свою фирму. Под его руководством были созданы пассажирские и военные самолеты и вертолеты.

Незадолго до своего пятидесятилетия, 14 сентября 1939 года, конструктор сам поднял в воздух свой экспериментальный VS-300. Вскоре последовал заказ на армейский вертолет связи и наблюдения. Двухместный S-47 был готов в декабре 1941 года и стал первым в мире вертолетом, запущенным в серийное производство. Он был единственным вертолетом стран антигитлеровской коалиции, принявшим участие во Второй мировой войне.

Как ни удивительно звучит — автоматизировать свое жилище намного дешевле, чем провести евроремонт. Для этого не требуется никаких видимых изменений: не надо отрывать обои, долбить бетонные стены и т.п. — все управление происходит по обычным электрическим проводам. Достаточно, чтобы в вашем доме было электричество.

Самый простой набор для автоматизации состоит из устройств трех основных типов. Это контроллер — «мозг» системы, устройство для включения и выключения чего-либо и устройство для плавного включения-выключения света. Каждое устройство включается в обычную розетку. Контроллер так и остается в ней, а к двум другим типам устройств подключаются настольные лампы, кофеварки, чайники, кондиционеры и т.п. В случае с устройствами для управления лампами можно использовать и специальные переходники, вкручиваемые в цоколь лампы.

Достаточно на контроллере задать код дома или квартиры, код устройства, команды для включения-выключения и можно наслаждаться жизнью. Для управления настольными лампами также существуют более «интеллектуальные» устройства, запоминающие уровень освещенности в момент выключения и восстанавливающие его при включении.

Одной из распространенных сегодня технологий автоматизации дома является X10. «Естественно, мы можем подключить музыкальный центр или видеомагнитофон к контроллеру X10, — пишет в журнале «Компьютер-пресс» Алексей Федоров, — только проку от этого будет мало, так как отключенный от сети видеомагнитофон сразу же (или через некоторое время) "забудет" о номерах каналов, а музыкальный центр потеряет настройки на радиостанции. Решение этой проблемы кроется в приобретении устройств, которые могут преобразовывать сигналы X10 в инфракрасные сигналы, схожие с теми, которые посылает обычный пульт дистанционного управления. Таким образом, с обычного контроллера можно будет управлять более "чувствительными" устройствами.

Не менее интересна и возможность управления всеми устройствами с единого дистанционного пульта. Например, вместо того чтобы идти на кухню и выключать свет или включать кофеварку, можно просто нажать пару кнопок. Такая возможность, например, есть в наборе IBM Home Director (HD), позволяющем управлять шестью аудио- или видеоустройствами и десятью устройствами, подключенными к контроллеру X10.

Понятно, что можно добавить к нашему базовому набору датчики освещения, движения, миниатюрные видеокамеры, датчик приближения автомобиля (актуально на даче, но не в городе!) и т.п. Это позволит узнавать о том, не подслушивают ли соседи по коммуналке под дверью, не стоит ли кто-то у входной двери, не решаясь нажать на кнопку звонка, и т.п.».

Новые возможности открываются, если у вас есть персональный компьютер.

С помощью набора HD можно задавать сценарии включения-выключения освещения и различных устройств, находящихся в доме, автоматически следить за изменением освещенности, создавать последовательности команд X10 и записывать их в виде макросов, управлять устройствами непосредственно с компьютера. При этом команды могут либо посылаться компьютером, либо их можно занести в память контроллера и выключить компьютер — HD будет работать автономно.

Функции, предоставляемые HD, аналогичны функциям X10 ActiveHome и позволяют использовать программное обеспечение и аксессуары, разработанные для ActiveHome. Набор дополнительных модулей может быть расширен практически любым X10-совместимым устройством.

Для расширения функциональности HD можно использовать набор, включающий пять дополнительных модулей X10. Одним из наиболее популярных на сегодняшний день является набор Home Vision, состоящий из блока управления и средств для контроля за устройствами. Этот набор позволяет управлять устройствами как с компьютера, так и с экрана телевизора.

MP3 далеко не единственный аудиоформат, используемый в Web. Однако MP3 стал стандартом де-факто благодаря тому, что легко доступен и не имеет встроенных механизмов защиты.

Купив компакт-диск, не надо получать разрешение выпустившей его фирмы на то, чтобы переписать содержимое на кассету для магнитофона в машине. И никого не волнует, где и на каких устройствах будет прослушана копия той или иной песни. MP3, продолжатель подобной традиции, позволяет свободно переписывать музыкальные файлы с компьютера на любые устройства их воспроизведения.

Изобретенный в 1992 году в институте Фраунгофера (Германия) формат под названием Moving Pictures Experts Group, Layer 3 (экспертная группа по движущимся изображениям, уровень 3), сокращенно MPEG-1, Layer 3, а еще короче — MP3, не казался тогда актуальным и обсуждался лишь в узком кругу специалистов. Главным достоинством MP3 было то, что он обеспечивал более высокую степень сжатия звуковой информации, чем предыдущая версия MPEG, — исходный размер файла удавалось уменьшить приблизительно в восемь раз.

Вскоре после публикации метода кодирования другие люди поняли, что он идеален для сжатия и распространения музыкальных произведений. Качество звучания приближалось к достигаемому на компакт-дисках, а средняя четырехминутная песня сжималась в файл длиной около 4 Мбайт, то есть достаточно короткий для передачи через Интернет или с одного ПК на другой.

Поначалу распространению Интернет-музыки очень мешало отсутствие портативности: никто не хотел быть привязанным к компьютеру, когда слушал записи. В открывшуюся брешь хлынуло множество поставщиков и таких матерых, как «Sony», и совсем еще желторотых, вроде «HanGo», — с предложениями устройств воспроизведения цифровой музыки.

Первой выступила компания «Diamond Multimedia» со своим плейером Rio 300. Rio произвел подлинную революцию в общественном сознании. Он прорубил мощную брешь в глухой стене скепсиса по поводу качества звука в формате MP3. В последующие несколько месяцев звукозаписывающие компании развернули настоящую «охоту на ведьм» в стремлении защитить свои сверхприбыли. Маркетологи из крупных рекорд-лейблов стали шельмовать Rio (и другие аппаратные плейеры) не менее яростно, чем пишущие CD-дисководы. Гиганты музыкальной индустрии быстро смекнули, что MP3 — это серьезная причина для экстренной смены столь удобной до сих пор модели ведения бизнеса. А за этим стоят деньги, и деньги колоссальные…

Вскоре после объявления о выпуске Rio ассоциация звукозаписывающих компаний США обвинила «Diamond» в нарушении изданного в 1992 года Акта о домашней звукозаписи — закона, согласно которому устройства воспроизведения цифровых записей должны снабжаться «антипиратской» системой контроля легальности копий.

В конце 1998 года суд вынес по данному делу решение в пользу «Diamond». Поскольку Diamond Rio не записывает звук, судьи постановили считать его «устройством для сдвига в пространстве» (space shifter), функционально эквивалентным плейеру-кассетнику, через который владелец воспроизводит песни, переписанные с имеющегося у него компакт-диска. Благодаря этому Rio и аналогичные плейеры смогли конкурировать на рынке с другими портативными звуковоспроизводящими устройствами.

Итак, наступление звукозаписывающих лейблов на MP3 в общем-то захлебнулось, но без жертв не обошлось. В частности, большинство программ, поставляемых с MP3-плейерами, не позволяет выгружать из их памяти файлы формата MP3 на подсоединенный компьютер. Все остальные файлы — можно, а MP3 — нет. При попытке перемещения «проклятых» файлов MP3 из плейера на ПК выдается сообщение о том, что эта операция, возможно, нарушает закон об авторском праве и поэтому не может быть разрешена.

Почему же покупатели так полюбили MP3-плейеры?

Во многих городах есть сооружения, ставшие их символами. Есть такой символ и у Сан-Франциско. Это изящный оранжево-красный мост, перекинутый через пролив Золотые Ворота, — до недавнего времени самый длинный висячий мост в мире. Сегодня Сан-Франциско один из самых крупных портовых городов. Его бухту можно сравнить с большой лагуной.

Скептики утверждали, что такой мост построить невозможно. Тем не менее 27 мая 1937 года движение по мосту Голден-Гейт открылось, соединив Сан-Франциско с округом Мэрин. Надо сказать, что у скептиков были основания не верить в благополучный исход. Строительство разворачивалось в невероятно трудных условиях. Часто происходили несчастные случаи с рабочими. Четыре года они боролись с наводнениями, быстрыми течениями и густым туманом, чтобы построить этот мост длиной 2730 метров.

Проект моста подготовил инженер Йозеф Штраус. Его консультантом являлся архитектор Ирвинг Морроу, который использовал в дизайне элементы стиля арт-деко. В течение двадцати лет мост славился самым большим в мире расстоянием между опорами — 1280 метров. Даже в сильный паводок они возвышались на 227 метров над водой. Самой трудной задачей стало строительство фундамента для южных свай моста. Рабочие при этом находились на баржах, которые все время качало на огромных волнах, особенно когда рабочие готовили железобетонные шахты, куда следовало завести сваи.

После того как рабочим, наконец, удалось укрепить опоры, им пришлось, балансируя на шатких лесенках, монтировать проволочные тросы диаметром 91 сантиметр, каждый из которых был скручен из 27572 проволочных канатиков. Согласно расчетам каждая из свай должна была выдерживать немыслимую по вертикали нагрузку в 95 миллионов килограммов на один трос, а блоки анкерного крепления с каждой стороны должны были выдерживать по 28,5 миллиона килограммов.

Изначально мост выкрасили оранжево-красной краской. Выбор этого цвета не случаен. Эти краски содержат свинцовый компонент, защищающий сталь от ржавчины. Но подобный цвет моста Голден-Гейт имеет и еще одно преимущество. Благодаря яркой раскраске он хорошо виден в тумане, который здесь бывает довольно часто.

Но возникла и новая проблема: в туманную погоду краска разлагается на элементы, вредные для окружающей среды. Это выяснилось значительно позже, и в настоящее время идет разработка безвредных соединений. Пока из экспериментов ничего не вышло, некоторые участки моста выкрасили серой краской. Но подобное отступление от традиции поддержки не нашло.

Несмотря на неудобства, которые мост доставляет жителям — постоянный шум, воздух над ним загрязняют 120500 проезжающих за день машин — пешеходная его дорожка остается очень популярной. Часто она служит декорацией для разных фильмов.

В 1987 году праздновалось пятидесятилетие моста. По такому случаю движение по нему решили было перекрыть, чтобы все участники праздника могли по нему пройтись. Но вовремя выяснилось, что при большом скоплении народа это небезопасно, поэтому первоначальный план отменили «за невозможностью его осуществления».

По мере развития технологии грани между архитектурой и техникой стираются все больше и больше. В 1970-е годы в архитектуре появился стиль хай-тек, что в переводе с английского означает «высокая технология». Для хай-тека характерны выступающие элементы конструкций и инженерного оборудования зданий, придающие большую выразительность формам и пространству. Здание Шанхайского банка в Гонконге, построенное по проекту архитектора Нормана Фостера, являет собой высокий образец этого стиля.

Норман Фостер по праву считается лидером, если не живым классиком хай-тека. Родился Фостер в 1935 году в рабочей семье в пригороде Манчестера. Отслужил в армии летчиком. В 1967 году он основал свою фирму из трех человек.

Сегодня фирма Фостера процветает. В ней работают 500 постоянных архитекторов. И еще по 100 нанимаются на каждый новый объект. Фостера ценят за виртуозную художественную трактовку, многообразие возможностей техники, за постоянное стремление ее гуманизировать, дать человеческое измерение масштабу, превратить ее из пугающей отчужденной силы в источник радости и красоты.

Но и очевидны пристрастия Нормана к супертехнике. «Он испытывает просто какой-то детский восторг, обнаруживая новые конструктивные и экспрессивные возможности. Его находки всегда интересны, неожиданны. Он использует самые последние достижения в наиболее развитых областях техники». Сам Фостер говорит, что использование передовых технологий, не свойственных строительству, «всегда было главной заботой фирмы», и приводит в качестве примеров надувную оболочку для компьютерного производства, систему, принятую им во «Фред Олсен Терминал», суперскульптурные панели «Сайнсбери-сентр», сочетание конструкций и остекления в здании «Рено-сентр», перекрытия в гонконгском банке, где опробована технология самолетостроения. Создается впечатление, что самые сложные обстоятельства, финансовые ограничения, головоломные функциональные требования лишь воодушевляют Фостера.

Его имя стало известным благодаря супертехнологической архитектуре — после строительства производственного здания «Рилайенс Контролс» (1966) и ньюпортского конкурса на новый тип школы (1967). Сам мастер считает здание фабрики по производству компьютеров «Рилайенс Контролс» особо важным — как бы поворотным пунктом в своем творчестве. Публику и знатоков поразили элегантная сдержанность решения, изящество и гармоничность, виртуозное умение выявить эстетические возможности новых материалов и конструкций, прежде всего профилированного металла. Вместе с тем Фостер подчеркивает и иные грани: «Форма здания была осмыслена как социально более подходящая для чистой и быстро расширяющейся в XX веке индустрии электроники, чем обычные рабочие пространства и управленческие помещения с их подразумеваемыми смыслами "мы и они", "чистое и грязное", "шикарное и неряшливое", "заднее и переднее"… Где было возможно, элементы выполняли двойную или даже тройную функцию — например, металлические профили покрытия были также световыми рефлекторами для утопленных флюоресцентных трубок, равно как и структурными элементами в качестве жестких диафрагм».

Проект Фостера — «Сайнсбери-сентр» в Норвиче (1977) — совсем новый тип монументализма. В больших пространствах между артикулированными поясами ферм и более хрупкими раскосами размещены все коммуникации, рабочие помещения, но все это в общем-то выведено из поля зрения и как бы «обернуто» вокруг главного — гигантского экспозиционного помещения — даже не зала, а некой крытой площади свободного многоцелевого использования. С торцов огромное здание просматривается насквозь и как бы сливается с природой. С других точек зрения его лаконичный абрис противостоит ей. Огромные обрамленные фермами порталы торцов буквально распахнуты в природу.