Научные сказки - Колумбы Вселенной (сборник)

Примечания для любопытных

Альфред Вегенер (1880–1930) – немецкий геолог и метеоролог, выдвинувший в 1912 году теорию дрейфа континентов.

Северный полярный круг – широта 66° 33’ 39’’, севернее которой летом Солнце не заходит (полярный день), а зимой наступает многомесячная полярная ночь.

Гренландия – крупнейший остров Земли. Входит в состав Дании. Почти полностью покрыт ледником.

Абрахам Ортелий (1527–1598) – фламандский картограф, создавший детальный атлас мира.

Александр Гумбольдт (1769–1859) – немецкий учёный-энциклопедист.

Антонио Снидер-Пелегрини (1802–1885) – французский географ. Опубликовал в 1858 году в Париже книгу с обсуждением дрейфа материков.

Джозеф Баррел (1869–1919) – американский геолог, в 1914 году выдвинул концепцию литосферы и астеносферы. Работал в Йельском университете.

Литосфера – твёрдая внешняя оболочка Земли («литос» по-гречески «камень»). В зоне Срединно-Атлантического хребта её толщина всего 4–5 км, а под континентами она утолщается до 80 км и более.

Астеносфера – пластичный слой под литосферой («астис» по-гречески «слабый»), позволяющий континентам дрейфовать.

Артур Холмс (1890–1965) – шотландский геолог из Эдинбургского университета, предложивший в 1944 году модель возникновения и исчезновения земной коры.

Сказка об авиаторе Сикорском, мечтавшем летать медленно

– Как хочется человеку летать как птица! Смотрит он завистливым взглядом на множество легкокрылых существ вокруг, которые стремительно взмывают вверх, смело падают вниз, парят в восходящих воздушных потоках и даже зависают на месте, быстро трепеща крыльями.

– Да, я тоже хочу так летать! – воскликнула Галатея.

Дзинтара улыбнулась и продолжила чтение книжки:

– Построил человек огромную птицу – самолёт. Машущие металлические или деревянные крылья создать человеку не удалось, всё-таки для взмахивающих крыльев перья подходят лучше всего. Поэтому человек приспособил мотор для толкания самолёта – птицы с неподвижными крыльями – и он полетел!

Самолёт – повелитель пространства, но раб скорости. Воздух обтекает специально изогнутые плоскости крыльев и рождает подъёмную силу, позволяя птице с твёрдыми неподвижными крыльями держаться в воздухе. Как только скорость самолёта падает – самолёт тоже падает.

А раз скорость для полёта нужна – значит, и ровный аэродром самолёту подавай, как для взлёта, так и для посадки.

Воздушные шары только медленно плавают, самолёты – только быстро летают.

Нельзя ли научиться ЛЕТАТЬ МЕДЛЕННО?

Именно такой вопрос стали задавать себе неугомонные люди, как только они научились ЛЕТАТЬ БЫСТРО.

Людям хотелось быть подлинными повелителями воздуха – как угодно менять скорость своего полёта и даже неподвижно висеть в воздухе! Им хотелось взлетать с места и садиться куда хочешь.

– Что такого сложного в вертикальном взлёте? – удивился Андрей. – Направить вверх самолётный двигатель с винтом, и пусть он поднимает человека в воздух прямо с места!

Дзинтара усмехнулась:

– Ещё Леонардо да Винчи рисовал такой геликоптер в своих бумагах. Но не тут-то было: во-первых, двигатель для такого летательного аппарата требовался мощнее, чем для обычного самолёта, – ведь у геликоптера нет крыльев с подъёмной силой. Во-вторых, первые же опыты показали, что полёт такого «двигателя с вертикальным винтом» крайне неустойчив.

– Хм, – сказал Андрей, – я думал, что управлять геликоптером несложно, – наклонил винт в нужную сторону и лети себе!

Принцесса покачала головой:

– Физика часто делает очевидные вещи очень трудными. Винт – это большой волчок, или гироскоп, как говорят инженеры. Если закрутить волчок и попробовать отклонить его в сторону, то он будет самым решительным образом сопротивляться! Если его толкнуть сильнее, то он начнёт биться в крупной лихорадке и упадёт.

– Мама, подожди! – воскликнула Галатея и быстро вытащила из своего стола большой красный волчок.

Следующие десять минут ушли на эксперименты: дети раскручивали волчок и пытались наклонить его ось, но волчок быстро выворачивался – его ось отклонялась в нужном направлении только в первый момент, а потом смещалась вбок и начинала описывать круги. Потом волчок быстро раскачивался – вплоть до падения.

Дзинтара, глядя на всё время падающий волчок, сказала:

– Такое «упрямство» вращающихся волчков учёные связывают с силой Кориолиса. Если вы попробуете пройти от центра вращающейся карусели к её краю, то вас всегда будет клонить в сторону. Это и есть сила Кориолиса, которая заставляет реки, текущие по вращающейся Земле, отклоняться и подмывать один берег сильнее, чем другой. Для вертолётов сила Кориолиса – мачеха, а для велосипедов – мать родная. Сила Кориолиса удерживает велосипед от падения, и она же создаёт трудности вертолётам при повороте винта.

Именно к таким неутешительным выводам о неустойчивости пропеллера-волчка пришёл двадцатилетний киевлянин Игорь Сикорский, сделав и испытав геликоптер (или вертолёт) в 1909 году. После чего он переключился на изготовление аэропланов. В 1910 году Сикорский взлетел на самолёте собственной конструкции и вскоре получил свидетельство лётчика.

Это было удивительное время, эпоха технической бури и человеческого натиска. В 1913 году, в возрасте 24-х лет, Игорь Сикорский создаёт первый в мире четырёхмоторный самолёт. «Илья Муромец» конструкции Сикорского поднимал полезный вес больше тонны или 16 человек. Это был первый в мире пассажирский самолёт, оборудованный спальными комнатами, туалетом, отоплением и электрическим освещением.

И такой самолёт был создан всего лишь через десять лет после первого полёта сосновой этажерки братьев Райт!

– Люди целых десять лет летали на самолётах без туалета? – округлила глаза Галатея.

– На первых самолётах часто даже кабины не было! – рассмеялась принцесса. – Создав такой замечательный аэроплан, Сикорский стал национальным героем России. Его самолёт осмотрел император Николай II и, восхищённый, наградил конструктора золотыми часами.

«Илья Муромец» начинает выпускаться серийно. Россия готовится стать пионером и лидером мировых пассажирских авиалиний. Для её огромных пространств самолёт был бы очень удобным средством сообщения. Но началась Первая мировая война, и аэроплан Сикорского стал использоваться не как пассажирский лайнер, а как тяжёлый бомбардировщик. За несколько лет было построено более 80 самолётов «Илья Муромец».

В 1917 году Россия погружается в революцию и перестаёт интересоваться самолётами. Игорь Сикорский уезжает из России – сначала во Францию, потом в Америку и начинает карьеру авиаконструктора заново.

Начинает он её с курятника.

Именно в помещении курятника в 1923 году Игорь Сикорский строит свой первый американский самолёт и начинает историю своей авиационной фирмы.

Русский авиаконструктор создаёт первый в Америке двухмоторный самолёт, который мог перевозить, кроме экипажа, шестнадцать пассажиров. Но в США ещё не было авиакомпаний, которые могли бы заинтересоваться такой крупной машиной, поэтому самолёт был изготовлен и продан в единственном числе.

Вскоре возникла авиакомпания «Пан-Америкэн», которая заказала фирме Сикорского самолёты-амфибии, которые могли садиться и на воду, и на землю. В 1927 году Сикорский создаёт восьмиместную амфибию, пользовавшуюся большим успехом: больше сотни таких машин было быстро раскуплено.

Четыре года спустя Сикорский создаёт гидросамолёт S-40, который мог перевозить 28 пассажиров. Их было построено всего три штуки, но этот самолёт стал прообразом более крупных и вместительных машин. Авиаконструктор Сикорский и знаменитый лётчик Линдберг, обедая в летящем гидросамолёте, на обороте меню набросали эскиз гораздо более совершенной машины – так родился знаменитый S-42, или «Летающий клипер», который мог перевозить через океан 37 пассажиров – рекорд по тем временам. «Летающий клипер» стал легендарным самолётом компании «Пан-Америкэн».

И что вы думаете? Неугомонный Игорь Сикорский не стал почивать на лаврах конструктора трансатлантических самолётов, он решил… начать свою карьеру авиаконструктора заново – уже в третий раз.

Он решил строить вертолёты. Он всё ещё мечтал научиться летать медленно.

К тому времени мировое вертолётостроение достигло немалых успехов. Российский инженер Юрьев изобрёл автомат перекоса, который позволял управлять вертолётом, не давая силе Кориолиса проявлять свой нрав. Автомат перекоса позволял менять угол атаки вертолётного винта (то есть наклон самой лопасти) при его вращении. Винт, совершая один оборот вокруг оси двигателя, мог одновременно плавно менять свой угол атаки: например, если вертолёту нужно было наклониться вперёд, то лётчик давал команду автомату перекоса – и тот увеличивал угол атаки лопасти в тот момент, когда она двигалась возле хвоста вертолёта. Подъёмная сила лопасти в этот момент возрастала и наклоняла машину вперёд. Остроумный автомат Юрьева позволил скомпенсировать силу Кориолиса и сделал вертолет хорошо управляемой машиной.

– Вот как инженеры обманули силу Кориолиса! – понял Андрей. – А я столько раз видел вращение винта вертолёта и никогда не думал, что этот винт всё время меняет свой угол атаки!

– В 1922 году выходец из России, инженер Ботезат, построил в США первый в мире управляемый вертолёт. Но он был очень громоздким, четырёхвинтовым и взлетал лишь на несколько метров. Военных, финансировавших проект, вертолёт Ботезата не впечатлил, и они решили не усовершенствовать машину, а перевести деньги на создание автожиров (смотри примечание), что было серьёзнейшей ошибкой.

– Они меня спросили бы! – фыркнул Андрей.

Сикорский начинает конструировать вертолёты. Прошло 30 лет с того времени, когда студент Сикорский построил свой первый и неуклюжий геликоптер. Сейчас за дело брался опытный инженер, с многолетним конструкторским опытом за плечами.

В 1939 году взлетает экспериментальный вертолёт Сикорского, который оказался столь удачен, что побил рекорд длительности полёта, налетав более полутора часов. Начался третий и самый впечатляющий этап в карьере авиаконструктора Сикорского.

После двух лет доработки, в январе 1942 года, в воздух поднялся двухместный вертолёт Сикорского, который стал первым вертолётом в мире, выпускаемым серийно. Была построена 131 машина.

Более двадцати типов вертолётов создал Сикорский. Большинство из них выпускались серийно – сначала сотнями машин, а потом – тысячами.

Многие вертолёты Сикорского настолько совершенны, что, созданные в 50-е и 60-е годы, они выпускались без изменений в течение полувека.

На вертолётах Сикорского летают геологи и полицейские, спасатели и медики, обычные пассажиры и президенты США.

Игорь Сикорский стал национальным героем – уже не России – Америки.

Его называют «отцом вертолётов».

Он дал людям возможность летать медленно и быстро, взмывать без разбега и зависать в воздухе, садиться на лесные поляны и на крыши зданий.

Люди обрели власть над воздушной стихией.

Примечания для любопытных

Автожир – летательный аппарат, помесь вертолёта и самолёта. Удерживается в воздухе с помощью винта вертолётного типа, а винт самолётного типа придаёт аппарату горизонтальную скорость. Перед взлётом разбегается, хотя разбег гораздо короче самолётного.

Леонардо да Винчи (1452–1519) – великий итальянский художник и учёный. Яркий представитель эпохи Возрождения. В его бумагах нашли чертёж геликоптера – и он произвёл на юного Игоря Сикорского большое впечатление.

Игорь Иванович Сикорский (1889–1972) – известнейший авиаконструктор и лётчик, разработчик первых в мире тяжёлых самолётов (1913), пассажирских гидропланов (1927) и разнообразных вертолётов (1939).

Гаспар-Гюстав Кориолис (1792–1843) – французский математик, описавший «эффект Кориолиса» – инерционную силу, возникающую при движении под ненулевым углом к оси вращения тела.

Чарльз Линдберг (1902–1974) – знаменитый лётчик, который первым пересёк Атлантический океан. 20 мая 1927 года он стартовал из пригорода Нью-Йорка на одномоторном самолёте и 21 мая приземлился в Ле-Бурже возле Парижа.

Борис Николаевич Юрьев (1889–1957) – учёный, генерал-лейтенант. В 1911 году изобрёл автомат перекоса вертолётных лопастей, который сделал вертолёты управляемыми.

Георгий Александрович Ботезат (1882–1940) – авиаконструктор из России, построивший для армии США первый в мире управляемый вертолёт (1922), который совершил около сотни полётов на высотах до 9 метров.

Сказка о чудесной шерсти зелёного котёнка и докторе Флеминге

– Шотландские вересковые пустоши, может, и хороши летом, когда цветут, но зимой они просто ужасны. Ледяной ветер, разогнавшись по свободному пространству, свистит в ушах, забирается за шиворот, морозит руки…

Фермерский сын Алек идёт в школу ссутулившись, отвернувшись от ветра. Идти нужно целую милю.

В сильные холода мать вручает Алеку и его братьям по две горячие картофелины. Пока ребята идут в школу, печёные картофелины греют им руки и души.

А потом эту картошку можно с аппетитом съесть!

Алек всегда вспоминал с большой симпатией свою шотландскую школу. Наверное, горячие картофелины добавили немало тепла в эту память о детстве.

– Мама, а почему ты не печёшь нам картошку? – вдруг вскинулась Галатея.

– Завтра испеку! – улыбнулась мать и продолжила читать сказку. – Сын фермера Алек вырос и стал медиком и военным капитаном Александром Флемингом. Теперь ему в лицо дул свирепый ветер войны, который нёс запахи пороха, крови и смерти. Шла Первая мировая война. Несколько лет Флеминг лечил раненых солдат на Западном фронте.

Каждый день был кошмаром для военных врачей: солдаты умирали, получив совсем незначительные ранения! От инфекции и гангрены солдаты гибли в госпиталях чаще, чем в окопах. Флеминг убедился, что карболка, которой медики пытались обеззараживать раны, приносила больше вреда, чем пользы: она обжигала живые ткани, уничтожая и вредные микробы, и полезные лейкоциты, которые были естественными защитниками организма. Чтобы сохранить жизнь солдату, часто оставался единственный выход – ампутация раненой руки или ноги.

Война закончилась, и Флеминг вернулся в Лондон.

Военный медик видел так много смертей в своём госпитале, что был полон решимости найти способ спасения раненых от инфекции. В своей лаборатории он выращивал в чашках Петри самую опасную для раненых солдат бактерию – золотистый стафилококк.

Алек искал, искал и искал яд, который способен убить эту бактерию и не навредить человеку. И тогда отрава для микробов станет спасительным лекарством для людей.

– Мама, а почему этот противный микроб так красиво называется – «золотистый»? – спросила Галатея.

– Он действительно золотистый, потому что вырабатывает каротиноиды – вещества, которые дают овощам, например морковке, жёлтую или оранжевую окраску.

Первое открытие Флеминга произошло достаточно случайно. Однажды, когда Флеминг был простужен, он высеял слизь из собственного носа в одну из чашек Петри с бактериями. И вскоре обнаружил, что в местах высевания слизи бактерии вымирают!

– Мама, подожди, – осторожно сказал Андрей. – Слизью из носа ты называешь обыкновенные сопли?

– Ну… в общем-то, да.

– А вот это… случайное высевание… Означает ли это, что Флеминг попросту неловко высморкался, забрызгав свои чашки Петри?

– Сынок, запомни: сопли и случайности – это из жизни обычных людей. Для учёного-биолога сопли – это исключительно интересный концентрат белков и ферментов. Можете морщиться сколько угодно, но что бы делали медики, например, без анализа мочи? Обычный человек сморкается за свою жизнь миллион раз – и без всякой пользы для человечества. Флеминг добавил слизь из своей носоглотки в бактериальную культуру и сумел сделать из этого важные выводы. Он понял, что в соплях есть какое-то вещество, активно убивающее бактерии. Учёный стал искать это вещество и в 1922 году открыл лизоцим – фермент, который энергично разрушает оболочки некоторых видов бактерий. Лизоцим был обнаружен не только в слизи носоглотки, но и в слезах, грудном молоке и слюне. Поэтому слёзы защищают глаза от повреждений, слюна может обеззараживать небольшие царапины, а грудное молоко полезнее детям, чем коровье, где лизоцима гораздо меньше.

– Ладно хоть слёзы и слюни, а не только сопли… – проворчала Галатея.

– Чтобы исследовать лизоцим, Флеминг с коллегами брызгали себе в глаза сжатой лимонной коркой, а потом собирали пипеткой свои обильные слёзы. Позже лизоцим стал использоваться как прекрасное лекарство против некоторых заболеваний, а также как незаменимое средство, предохраняющее продукты от гниения. Например, икру перед упаковкой в банки промывают лизоцимом. Но против самых опасных бацилл – стафилококков – лизоцим оказался бессилен.

И Флеминг продолжил работу. Он был истинным подвижником науки и неистово трудился по шестнадцать часов в сутки. Нужно признать, что его лаборатория не отличалась аккуратностью: если другие исследователи после опыта мыли пробирки, то Флеминг неделями не убирал чашки Петри. Возможно, учёный делал это специально. Когда ищешь окна закономерности в море неопределённости, полезно оставлять открытой форточку для случайности.

В августе 1928 года Флеминг уехал с семьёй в отпуск, оставив на столе чашки с золотистым стафилококком.

Вернувшись из отпуска в начале сентября, учёный обнаружил, что на краю одной чашки, наполненной вкусным для бактерий агаром, распустилась зелёная плесень, пушистая как шерсть котёнка. Флеминг сразу заметил, что мутно-жёлтые капли колоний стафилококка избегают пушистой плесени и опасливо жмутся к самой дальней стороне чашки.

Конец бесплатного ознакомительного фрагмента.