Следующий шаг — использование паруса-ротора и аффекта Магнуса. «Такое устройство придумал во второй половине XX века немецкий инженер Антон Флеттнер, — рассказал Юрий Леонидович. — В своей разработке он опирался на исследования своего соотечественника, германского физика Генриха Густава Магнуса, который в 1852 году доказал, что «возникающая поперечная сила, действующая на тело, вращающееся в обтекающем его потоке жидкости или газа, направлена в сторону, где скорость потока и вращения тела совпадают».

Говоря проще, если на лодку, вместо обычной мачты с парусом, поставить вертикально цилиндр и раскрутить его, при этом возникнет сила, движущая судно.

Схема действия эффекта Магнуса. На вращающийся цилиндр действует сила, поперечная к направлению потока воздуха. Направление движения судна при этом зависит от того, в какую сторону — по направлению часовой стрелки или против нее — вращается ротор.

Самое интересное, что при этом наиболее выгодно, если ветер будет дуть паруснику строго поперек его курса. При той же скорости масса парусного вооружения может быть в 5 раз меньше, чем обычно, и управлять судном становится намного легче.

«Более того, продувки в аэродинамической трубе показали, что движущую силу можно увеличить вдвое, если накрыть цилиндр сверху диском в виде «летающей тарелки», — поясняет Ю.Л. Сидорюк. Ну, а если и боковинам самого цилиндра придать особую, рассчитанную мной форму, то КПД системы увеличится еще в несколько раз»…

Так что, как видите, багаж идей у бывших юных техников богатый.

Станислав ЗИГУНЕНКО

Пожалуй, все началось с того, что два года назад 14-летний Андрей летом пошел работать на местный завод «Респиратор» помощником лекальщика. Это дало ему возможность ознакомиться с современным промышленным производством. И свежим взглядом увидел, что «все станочное оборудование можно разбить на две большие группы — обычные станки (токарные, фрезерные, сверлильные и т. д.) и так называемые обрабатывающие центры с числовым программным управлением».

В последнем случае станок представляет собой многопрофильный агрегат, состоящий из специализированных блоков-модулей, рассказывал Андрей. Один модуль оснащен сверлами, другой — фрезами, третий — резцами. И по заранее заданной программе в дело вступает тот или иной модуль, обеспечивая на одном станке комплексную обработку детали. Причем тот или иной модуль всегда можно дооснастить тем или иным специализированным инструментом, разработать для него соответствующую программу обработки детали. В общем, получается очень удобно: не случайно обрабатывающие центры позволяют в 3–4 раза повысить производительность труда рабочего, которого в данном случае, наверное, правильнее будет назвать уже не станочником, а оператором обрабатывающего центра.

Поразмыслив, Андрей Тючков пришел также к выводу, что модульную систему построения можно применить и ко всему производству в целом, начиная, скажем, с конвейера и кончая какими-то отдельными технологическими операциями.

И тут нам, наверное, придется на некоторое время прервать повествование, чтобы пояснить, как это Андрей до всего этого додумался и почему его вообще интересуют подобные темы. Все оказалось довольно просто.

Во-первых, Андрею, по его собственному признанию, очень нравится информатика. Заслуга в том, наверное, прежде всего отца Андрея. Тючков-старший долгое время преподавал информатику в учебных заведениях Орехова-Зуева; от него Андрей и перенял навыки общения с компьютерной техникой. Составление же компьютерных программ приводит в порядок мозги, заставляет смотреть на мир, так сказать, системно.

Схема обычного токарного резца, с которого Андрей начал свое исследование:

_{1 — передняя поверхность; 2 — главная режущая кромка; 3 — вспомогательная режущая кромка; 4 — вершина резца; 5 — главная задняя поверхность; 6 — вспомогательная задняя поверхность; 7 — вспомогательная часть.}

Во-вторых, Андрею с малых лет просто правится решать разного рода задачи, разгадывать логические ребусы. Не случайно он постоянный участник разного рода олимпиад. А на последней декаде науки Орехова-Зуева занял второе место среди участников физико-математической олимпиады. Поэтому когда к ним в лицей заглянул Алексей Владиславович Щедрин, доцент Электростальского политехнического института и один из кураторов программы «Шаг в будущее», проводящейся под эгидой МГТУ имени Н.Э. Баумана, — он искал кандидатов для участия в очередной, 9-й по счету, конференции молодых исследователей, — ему среди прочих назвали и фамилию Андрея.

Принцип тепловой трубы применительно к резцу позволяет эффективно отводить тепло за счет изменения агрегатного состояния вещества (жидкость — пар — конденсат).

Так они познакомились — учитель и ученик. И дальше стали работать вместе. После ряда совместных обсуждений родилась тема будущей работы. Называется она по-научному строго — «Использование физических принципов для системного решения технологических задач» — и показывает, как мы уже сказали в самом начале, каким образом следует научно подходить к решению подобных проблем. Проиллюстрированы же смысл и выгода такого подхода на примере всем известного традиционного инструмента — токарного резца.

«Инструмент этот используется в машиностроении уже несколько столетий, продолжал свой рассказ Андрей. — И, казалось бы, все, что можно изобрести по этой части, уже придумано. Но при внимательном рассмотрении проблемы оказалось, что это не совсем так.

Прежде всего, отсутствует как раз системный подход — почему при изготовлении данной детали нужно использовать именно данный резец, а не другой, почему применяется охлаждающая жидкость такого состава, а не другого…»

Андрей попытался собрать вместе все известные ему новшества и разложить их, так сказать, по полочкам. В итоге получилось примерно следующее.

При точении резцом, как известно, происходит сильный разогрев его рабочей части, что сказывается и на долговечности инструмента, и на точности выполняемой работы. С такой бедой борются разными средствами и методами: ставят на резец твердосплавные, а то и керамические накладки, вводят воздушное и жидкостное охлаждение. Андрей предлагает не забывать и о так называемых чашечных резцах, рабочая часть которых представляет собой диск-чашку (см. рис.). При работе этот диск вращается, и в дело вступают все новые фрагменты резца; он не так быстро изнашивается и нагревается.

Так работает чашечный самовращающийся резец.

«Очень часто заготовку и резец во время работы поливают смазывающе-охлаждающей жидкостью (СОЖ), — поясняет Андрей в своей работе. — Если в качестве СОЖ использовать раствор медного купороса, то слой меди будет осаждаться на рабочих гранях резца и, как металлическая смазка, будет уменьшать трение резца о заготовку».