Текст
3НЦИКЛОПЕДИЯ ЮНОГО УЧЕНОГО
*
космос
звезды и рланеты \
крсмические полеты \
реактивные Ьайол^еты \
телевидение *
«РОС м эн»
звезды и планеты
космические полеты |
МОСКВА «РОСМЭН» 2000
КНИГА ПЕРВАЯ
ЗВЕЗДЫ
И ПЛАНЕТЫ
Перевод с английского Е.В. Комиссарова
В Эффельсбергс, неподалеку
от Бонна, Германия,
расположен крупнейший в
мире радиотелескоп со
стометровой вращающейся
параболической антенной.
Подобные гигантские
телескопические «уши»
позволяют ученым все глубже
проникать во Вселенную.
спектр той или
иной звезды,
астрономы могут
многое узнать о се
химическом
6 6 -сантиметровый
Вашингтонский
Для того чтобы различать звезды
на небе, нужен наметанный глаз,
ну а для их детального изучения
понадобится целая серия
телескопов и космических
аппаратов. Вот лишь некоторое
научное оборудование из арсенала
современных астрономов.
Орбитальные
космические
обсерватории, такие,
как ОАО-3,
позволяют получать
фотографии звезд, не
замутненные плотной
атмосферой Земли.
линзовый телескоп-
рефрактор был
построен еще в 1862 г.
С его помощью
астрономы открыли
спутники Марса и
звезду — пару Сириуса.
Кто сделал эту
книгу
Автор
Кристофер Мэйнард
Переработанный текст
Кристофера Купера
Научные консультанты
Адриан Берри, ФРАС
Кеннет Гатланд, ФРАС, ФБИС
Найджел Хенбест, МСс, ФРАС
Художники
Майкл Кофф, Малькольм Энглиш,
Джон Хатчинсон
Эксперименты
Вот список необходимого снаряжения и оборудования для
проведения экспериментов, описание которых вы найдете на
страницах этой книги.
ВНИМАНИЕ:
11мкогда нс смотрите прямо
па Солнце ни в бинокль, ни в
подзорнуютрубу, пи даже
простотак! Если выхотите
вести наблюдения за
Солнцем, используйте
безопасный сол нцсскоп ( рис.
пас. 14—15).
Общее снаряжение
Ножпицы
Клейкаялепта
Линейка
Стул
Бинокль
Фломастер и карандаш
Если вы можете это себе
позволить, купите штатив для
вашего бинокля. Руки не будут
устават ь, да и бинокльбудет
намного усгойчивее.
Отдельные эксперименты
Метеоре । ньк- кратеры
(с. 22):
Обычная белая мука
Неглубокий поднос
Ложка
Разглядывая небо ( с. 10 ):
Шезлонг
Эта книга
Карманный фонарик илш
велосипедный фонарь
Термос
Блокнот
Тен. шя одежда
«Небесный глазок^ (с. 30):
Большой лит
бумажной кальки
Атлас мира
Л пстбелого картона
Фазы Лупы (с.12):
Грейпфрут
Мячик для гольфа
Фонарик
Солнцеекоп (с. 14 ):
Два листа белого картона
IlimOILTb
First published in 1977 by Usbome
Publishing Ltd. Usbome House, 83-85
Saffron Hill, London EC1N 8RT, England.
Copyright © 1991, 1977 Usbome
Publishing Ltd.
Единицы измерения
Все единицы измерения в этой книге взяты из метрической
системы. В этом списке приведены соответствующие
эквиваленты из английской системы мер и весов:
миллиметр (мм)
1 дюйм = 25,4 мм
сантиметр (см)
I дюйм = 2,54 см
метр (м)
1 ярд = 0,91 м
километров в секунду (км/с)
килограмм (кг)
I фунт — 0,45 кг
I томна (т) = 1000 кг
1 топ = 1,02 т
километр (км)
1 миля — 1,6 км
километров в час (
1000 миль в час =
км/ч
*
°C — градусы по Цельсию
(води замерзает при 0°С и кипит
при 100°С)
скорость света - 300 000 км/с
световой год = 9,46 триллиона
километров
S
Содержание
26
8
29
10
30
13
32
Ближайшая звезда
14
33
Семья Солнца
16
33
18
20
22
24
Об этой книге
35
36
Вселенная звезд
Разглядывая небо
Ближайший сосед Земли
Внутренние планеты
Внешние планеты
Метеоры и кометы
Наблюдение за северным небом
Чудеса северного неба
Наблюдение за южным небом
Как изготовить «небесный глазок»
Что еще можно увидеть в небе
Тайны глубин Вселенной
Важнейшие астрономические
открытия
Любопытные факты
Астрономический словарь
Указатель
«Звезды и планеты» позволят начинающему астроному получить исчерпывающие
сведения о нашей Вселенной. Простой и ясный язык повествования и детальные
рисунки помогут читателю совершить увлекательное путешествие по знакомому
с детства звездному небу вплоть до неведомых глубин космического пространства.
В «Звездах и планетах» вы найдете популярное изложение научных концепций,
касающихся возникновения Вселенной и того места, которое занимает в ней крохотная
космическая песчинка — Земля. Читатель посетит еще дымящийся кратер, оставленный
гигантским метеоритом, увидит вблизи все планеты Солнечной системы и узнает,
каким образом черные дыры засасывают материю и энергию.
В книге также описываются несложные и безопасные эксперименты, которые можно
проводить в домашних условиях с помощью обычных хозяйственных принадлежностей.
Эти эксперименты охватывают широкий круг тем, начиная
с простого моделирования некоторых природных явлений и кончая хитроумными
операциями, такими, как создание солнечного проектора.
Вселенная звезд
Земля и Луна
Солнечная система
А Перед вами планета Земля и ее спутник Лупа.
Диаметр Земли равен 12 756 км, у Луны он
достигает нс более четверти этой величины. Среднее
расстояние между этими двумя небесными телами
составляет 384 000 км. На первый взгляд немало, но
на самом деле это практически ничто. Даже
ближайшие планеты удалены от Земли па десятки
миллионов километров.
Земля, указанная на карте красной стрелкой, всего
лишь рядовая планета Солнечной системы. В целом
Солнечная система, в состав которой входят само Солнце,
девять планет, свыше шестидесяти их спутников и тысячи
астероидов и комет, простирается в космосе на
11,8 миллиарда километров. От ближайшей звезды,
Альфы Центавра, ее отделяют примерно 40 триллионов
километров пустоты.
Размеры Вселенной превосходят все,
что человек способен себе
представить. Наша Земля всего лишь
крохотная точка в бесконечном
космическом пространстве. Как
планета она невелика и
незначительна. По сравнению
с любой из бесчисленных звезд,
заполняющих Вселенную, Земля
ничтожно мала.
На больших шарах вверху страницы,
местонахождение Земли указано
красными стрелками. Каждый
последующий шар позволяет нам все
глубже проникать во Вселенную,
пока, наконец, последний из них не
доведет нас до крайних ее пределов.
Астрономы знают, что Вселенная
постоянно расширяется. Как и
почему это происходит, пока
остается загадкой.
▼ К моменту взрыва все
вещество Вселенной было
спрессовано в одну невероятно
плотную раскаленную массу.
Взрыв разметал его по всему
пространству.
▲ Ученые издавна ломали себе голову
над проблемой происхождения
Вселенной. Современная астрономия
склоняется в пользу теории «Большого
взрыва*. Согласно этой теории,
Вселенная возникла около
18 миллиардов лет назад в результате
колоссального азрыва.
8
Млачный Путь
Галактики, подобные песчинкам
▲ Солнечная система (указана стрелкой) — маленькая
частица галактики Млечный Путь, спиралевидного
космического облака, состоящего примерно из
100 миллиардов звезд. В глубинах космоса расстояния
между телами настолько велики, что их измеряют в
световых годах. Один световой год равен расстоянию,
преодолеваемому светом за год, то есть
9,46 триллиона километров.
▲ Диаметр Млечного Пути составляет около
100 000 световых лет. И все же это лишь одна из
миллиардов галактик, разбросанных по всей
обозреваемой нами в телескопы Вселенной. Самые
удаленные из них были обнаружены на расстоянии
15 миллиардов световых лет от Земли. Однако
истинные размеры Вселенной, судя по всему, еще
больше.
А Пз этого первичного вещества
сформировалнсьгалактпки, звезды
и планеты .По инерционная сила
«Бо. 1ЫПОГО взрыва» продолжает
действовать до сих пор. Вселенная все
еще расширяется, игалактики
повсеместно разлетаются друг от друга.
Расширяющаяся Вселенная
В1842 г. австрийский ученья! Кристиан
Доплер теоретически обосновал феномен
различия, что существует между звуком,
издаваемым приближающимися н
у даляющимнея объектами.
Дело в том, что при приближении объекта к
наблюдателю испускаемые им звуковые
волны приходят чаще и тон кажется выше.
Те же волны, что исходят от удаляющегося
объекта, напротив, приходят реже, так что
той кажется ниже.
Это явление, получившее название «эффект
Доплера», справедливо также и для световых
воли. Световые волны, излучаемые
удаляющейся звездой, приходят реже,
придавая ее свету красноватый оттенок.
Такое изменение называется «красным
смещен нем» — все отдаленные галактики
имеют подобное «красное смещение» своего
светового излучения, что и служит
доказательством про; щлжающегося
расширенна Вселенной.
▲ Эффект Доплера можно обнаружить
просто на слух. Взгляните на
реактивный самолет, пролетающий над
головой, и обратите внимание па то, как
издаваемый им звук меняется от
пронзительного воя до низкого, глухого
рева. Вот вам типичная звуковая модель
«красного смещения».
9
Разглядывая небо
А Л
Два типа телескопов
Первые телескопы появились в самом
начале XVII столетия. Это были
линзовые телескопы, или рефракторы,
оптический эффект в которых
достигался с помощью линз. В 1671 г.
Исаак Ньютон изобрел первый
зеркальный телескоп, или рефлектор.
В нем пучки евета концентрировались
с помощью зеркала.
Большая линза,
расположенная в передней
части рефрактора,
называется объективом. Он
концентрирует пучки евста
и изгибает (или преломляет)
их таким образом, чтобы
внутри телескопа возникло
зрительное изображение
наблюдаемого объекта.
Рефрактор
или
ЛИНЗОВЫЙ
телескоп
На этой схеме
показан путь
световых лучей
внутри
телескопа.
Рефлектор, илизеркальныйтелескоп
Это маленькое плоское
зеркало отражает
сконцентрированный
свет к боковой етенке
Изображение,
отраженное плоским
зеркалом, попадает на
окуляр телескопа. Этот J,
метод отряжения
получил название
Ньютоновский эффект
в честь его
изобретателя.
Задняя линза
называется
окулярам. Опа
увеличивает
изображение,
позволяя астроному
лучше разглядеть
объект.
На этой схеме
показан путь
световых лучей
внутри телескопа.
Вогнутое зеркало
концентрирует
световые лучи и
отражает их
“вверх вдоль
корпуса
телескопа.______
Вы можете
определять планеты
и звезды, работая
этой книгой.
Все, что вам понадобится для
изучения звездного неба
Астрономы-любители могут получать
не меньше удовольствия, чем
опытные профессионалы. Преясдс
всего вам понадобятся звездпый
атлас и хороший бинокль. Впрочем,
наблюдения можно .вести и
невооруженным глазом: в ясную
ночь вы сможете разглядеть на небе
до 3000 звезд.
Выберите удобное местечко на
свежем воздухе и займитесь
нанесением на звездные карты
увиденных вами звезд и планет.
Ну а сели сильно повезет, вы
сможете обнаружить и метеор.
Кстати, многие кометы, такие, как
Алькок в 1959-м и Икся-Сски
в 1965-м годах, были впервые
замечены именно любителями с
помопщю обыкновенного бинокля.
Для того чтобы
рассматривать по
ночам карты
звездного неба,
вам нужен
небольшой
<|юпарнк.
Предварительно
затемните свет
красным
целлофаном
(см. с. 29).
С того самого дня, как Галилей в
1609 г. впервые направил на небо
свой телескоп, астрономы
последовательно совершенствуют
приборы, с помощью которых они
изучают звезды.
В наши дни крупнейшие телескопы
представляют собой своеобразные
суперфотокамеры, поскольку
фотопленка намного
чувствительнее к слабому свету,
чем человеческий глаз. Особые
устройства позволяют
преобразовать едва различимый
свет дальней звезды в ясное и
четкое изображение.
Звезды излучают не только
видимый свет, они также
испускают радиоволны и прочие
виды волн, не воспринимаемые
человеческим глазом. Для того
чтобы их сфотографировать,
применяются специальные
устройства.
Невидимая астрономия
▲ Крупнейшим оптическим телескопом
сегодня является шестиметровый
рефлектор, установленный на горе
Семиродники.
Он в состоянии фиксировать звездным свет,
который в 10 миллиардов раз слабее света
ярчайшей звезды иа обозримом небе. Это
означает, что он смог бы уловить свет свечи
на расстоянии 25 000 км.
Типичный радиотелескоп снабжен
большой чашеобразной дисковой
антенной (1). Она принимает
радиоволны из космоса (2) и передает
их на приемное устройство -—
радиометр (3). Радиоволны,
достигающие Земли, очень слябы,
поэтому для получения более или
менее различимого сигнала требуются
очень большие параболические
антенны. Затем радиосигналы
занисыиаются на магнитофонную
пленку (4) и запускаются и
компьютер, преобразующий их в
графическое либо зрительное
изображение (5).
► Радиотелескопы существенно
расширяют границы космического
пространства, доступного для
астрономических наблюдений. На
рисунке справа наглядно показаны
сравнительные возможности
невооруженного глаза, оптического и
радиотелескопов.
Наблюдая за небом,
делайте пометки или
зарисовки карандашом
в блокноте.
гокль 7x50
Хороший
предпочтительнее
дешевой подзораой
трубы. С таким
биноклем вы сможете
разглядеть некоторые из
спутников Юпитера и
даже очертания лунных
кратеров.
Фазы Луны
▲ Луна не светит, а лишь отражает
солнечный свет. По мере того как она
движется но околоземной орбите, мы
видим поочередно различные части ее
освещенной Солнцем стороны. Для
проведения предлагаемого ниже
эксперимента вам понадобится фонарик
и два круглых предмета — например,
мячик для гольфа и грейпфрут.
▲ Установите фонарик на столе так,
чтобы он нс падал, или прикрепите его
к спинке стула (см. рисунок).
Разместите на столе грейпфрут
(Землю) и мячик для гольфа (Луну).
Удостоверьтесь, что фонарик (Солнце)
светит на них обоих.
▲ Начиная с позиции «А», как
показано на рисунке, передвигайте
Луну вокруг Земли по круговой
орбите. По ходу обращения Лупы
вокруг Земли пы убедитесь, что для
наблюдателя с Земли она то уходит
в тещ,, то опять возвращается па
солнечный свет, и так далее.
12
Ближайший сосед Земли
Луна является нашим ближайшим
соседом по космосу и
единственным пока небесным
телом, на котором побывал человек.
Хотя ее габариты составляют
примерно четвертую часть земных,
удельная плотность Луны намного
меньше. Масса Земли в 81 раз
превышает массу ее спутника.
Сила притяжения Луны очень
слаба — примерно в шесть раз
меньше земной. Этого совершенно
недостаточно, чтобы удержать
какую бы то ни было атмосферу.
В результате Луна представляет из
себя унылый и бесплодный мир,
где дневная температура достигает
100 градусов жары по Цельсию, а
ночная — 150 мороза. Поверхность
Луны являет собой однообразное
нагромождение скал, покрытых
толстым слоем пыли.
Сторона Луны,
которую мы никогда
не видим
Хотя Луна и вращается вокруг
своей оси, она всегда обращена к
Земле одной и той же стороной.
Дело в таи, что Луна совершает
один оборот вокруг своей оси за
то же самое время (27,3 суток),
что и один оборот вокруг Земли.
А поскольку направление обоих
вращений совпадает,
противоположную ее сторону
с Земли увидеть невозможно.
Впервые астрономам удалось
заглянуть на обратную сторону
Луны лишь в 1959 г., когда
советская космическая станция
«Луна-3» пролетела иад ней и
сфотографировала невидимую с
Земли часть ее поверхности.
▲ Чтобы нагляднее представить себе
расстояние между Землей и Луной,
перерисуйте эти два шара, выполненные
в едином масштабе, па листок картона.
Затем вырежьте оба круга и натяните
между ними бечевку длиной 1,25 м; это
и будет искомое расстояние в избранном
масштабе.
▲ Обратная сторона Луны
представляет собой идеальное место
для астрономической обсерватории.
Размещенным здесь оптическим
телескопам не пришлось бы
пробиваться сквозь плотную земную
атмосферу. А для радиотелескопов
Луна послужила бы естественным
щитом из твердых горных пород
толщиной 3500 км, который надежно
прикрыл бы их от любых радиопомех
с Земли. На рисунке вверху изображен
один из существующих проектов на эту
тему, огромный радиотелескоп «Глаз
Циклопа», призванный заглянуть в
самые сокровенные глубины космоса.
▲ Верпите Луну на позицию «А»,
пригнитесь к столу и посмотрите на нее
поверх Земли — грейпфрута. Если свет
от фонарика падает па Луму под
правильным углом, вы увидите, что
освещенная часть мячика для гольфа
выглядит подобно полумесяцу, или
лунному серпу.
▲ Здесь изображены фазы Луны так, как
они видны с Земли. Каждые 29*/2 суток
Луна совершает полный цикл, проходя при
этом четыре основных этапа.
Прибывающая Луна стаповитсв с каждым
днем все больше и ярче. Полная Лупа
выгляди! как ровный сияющий диск на
небе. Убывающая Луна постепенно
упсныпается. Когда обращенная к нам
сторона Лупы полностью оказывается
в тени, происходит так называемое
новолуние. Серп прибывающей Лупы
располагается в том месте, где
находится позиция «А» вашей
маленькой экспериментальной модели
этого процесса.
13
Ближайшая звезда
Солнце — это самая что ни на есть
обыкновенная звезда. И если она
кажется на небе огромным
пылающим шаром, то только потому,
что находится в миллионы раз ближе
к нам,, чем любая другая звезда.
Солнце — источник всей жизни на
Земле. Ядерные реакции,
непрерывно происходящие в его
недрах, вырабатывают колоссальное
количество света и тепла, которые
животворным потоком устремляются
к Земле. Наша планета получает
всего-навсего одну двухмиллиардную
долю всего солнечного излучения.
Однако и этого вполне достаточно
для того, чтобы обогреть ее и
снабдить необходимой для жизни
энергией весь растительный и
животный мир.
Хотя Солнце ежесекундно расходует
четыре миллиона тонн своего
природного топлива, его хватит еше
на целых шесть миллиардов лет.
▲ Космическая станция «Улисс» была
запущена в 1990 г. для исследования
Солнца с принципиально нового ракурса.
Через шестнадцать месяцев она прошла
вблизи Юпит ера, чтобы гравитационное
иоле этой гигантской планеты повернуло
аппарат в сторону солнечных полюсов.
Размеры
Земли,
соотнесенные
с размерами
Солпца
Периодически с поверхности
Солнца взвиваются длинные
потоки газа, называемые
протуберанцами. Они
устремляются в космическое
пространство со скоростью до
600 км/с. Небольшие и
недолговечные протуберанцы
называются спикулами.
Темпые участки па
•поверхности Солнца
называют солнечными
пятнами. Температура
таких участков на
1000 — 2000°С ниже, чем
температура поверхности в
целом, поэтому они светятся
нс так ярко. Солнечные
пятна обычно появляются
парами. Они возникают яа
несколько часов и могут
просуществовать многие
месяцы.
Поверхность Солпца пребывает в
состоянии непрерывных
пертурбаций. При образовании
солнечных пятен происходят
выбросы вихревых потоков газа,
называемые солнечными
вспышками. При этом
вьювобождаютсв мощные потоки
солнечной энергии, вызывающие
магнитные бури и нарувгающие
радиосвязь па Земле.
Никогда не смотрите
на Солнце: это опасно!
Никогда и ни при каких
обстогнельсгвах нс смотрите на
Солнце пи в бинокль, пи в
подзорную трубу, ни даже просто
псвоо1уженным глазом. Его свет
может вас ослепить. Даже дымчатое
стекло и светофильтры вам пе
помогут, ибо не предохранят глаза от
всех опасных лучей, идущих с
Солпца.
А Смотреть на Солнце очень опасно.
Правда, существуют специальные
светофильтры, защищающие от
вредоносного излучения, но вес же проще
и дешевле изготовить вот такой
солнцескоп. Все, что вам для этого
понадобится, это бинокль — лучше всего
7x50 — и два листа твеодого белого
картона.
А Возьмите квадратный кусок
картона размером примерно
40x40 см. Вырежьте в нем дырку,
как показано на рисунке, как раз
таких размеров, чтобы в нее
пролезала одна из линз вашего
бинокля. Вторая линза я солнцсскопс
не нужна.
Внепнше слои Солнца представляют
собой так называемую конвективную
воку, где тепловая энергия выносится
наружу горячими газами, которые
поднимаются из недр, охлаждаются и
возвращаются обратно.
Температура солнечного ядра
достигает 15 миллионов
градусов но Цельсию.
А Диаметр Солнца составляет примерно
1,4 миллиона километров. Внутри него
могли бы уместиться более миллиона
планет размером с Землю. Однако, хотя
этот огненным газовый шар на глаз
кажется самым большим из всех
небесных тел, на самом деле это всего
лишь самая рядовая желтая звезда,
Солнечной короной называется
верхний слой атмосферы
Солнца. Лучше всего она видна
при полном солнечном
затмении, когда выступает
вокруг темного диска
наподобие мерцающего ореола.
Поверхность Солнца
называется фотосферой. Здесь
температура составляет
примерно 6000°С. Сразу над
ней рисполагается хромосфера,
тонкий слой газа, где
температура вадает до 4500°С.
Вокруг солнечного ядра
расположена зона
излучения, состоящая из
горячих газов,
проводников излучения от
ядра к поверхности
Солнца.
вращающаяся на периферии одного из
ответвлений средних размеров
спиральной галактики. Рисунок вверху
позволит сравнить Солнце с некоторыми
из его ближайших звездных соседей.
Как вы можете сами убедиться, это
обыкновенная, личем не
примечательная звезда.
▲ На этом рисунке изображено полное
солнечное затмение. Время от времени
Луна встает прямо между Землей и
Солнцем, полностью закрывая
солнечный диск. Это единственный
случой, когда можно наблюдать
светящийся ореол солнечной короны
иевооруже1П1ым глазом.
5
Солнце
Солнечные пятна
А Положите кусок картона па стол
и установите ваш бинокль таким
образом, чтобы одна из линз оказалась
напротив проделанной вами дыры.
Затем осторожно прикрепите бинокль
к картону клейкой лентой. Бинокль не
должен ерзать по картону, так что не
скупитесь па ленту.
▲ Роль экрана будет играть большой
лист белого картона. Прислоните его
к стулу под примым углом к
местоположению Солнца па пебе.
Установите бинокль на бесконечность
и направьте его на лист картона.
Тогда па нем появится изображение
Солнца.
▲ Вы легко получите вот такое
изображение. Подвигайте бинокль,
пока опо не приобретет нужную
четкость. Ну а если повезет, вы
разглядите на Солнце крохотные
черные точки — солнечные пятна.
В НИМ АНИС :еслн сузить изображение Солнца до точечного, можнопрожечь картон.
15
Солнечная система представляет
собой большую семью, состоящую
из планет и их спутников,
астероидов, комет, метеоров,
облаков пыли и газа^ и все они
обращаются вокруг Солнца. Масса
самого Солнца более чем в 750 раз
превышает совокупную массу всех
остальных членов Солнечной
системы. Его чудовищное
гравитационное поле удерживает и
заставляет вращаться вокруг него все,
что находится в радиусе более шести
миллиардов километров.
Вслед за Солнцем наиболее важными
небесными телами Солнечной системы
являются девять планет.
В таблице внизу приведены некоторые
ключевые данные о каждой из них.
Дни и годы на каждой из планет
различны по своей протяженности,
ибо все они вращаются вокруг
своей оси и передвигаются по
своим орбитам с разной скоростью.
К примеру, Плутон оборачивается
вокруг своей оси за 153 часа, в то
время как Земля совершает такой
оборот всего за 23 часа 56 минут,
так что день на Плутоне длится в
шесть раз дольше, чем на Земле.
Факты и цифры
ь
1
И
ol
C
n<
Hl
Ml
CT
in
Ii<
G
Название планеты Диаметр в км от Солнца в млн. км Vassas» «одного оборота 1 Скорость
известных спутников (лун) оборота вокруг Солнца (год) вокруг своей оси (сутки) вращения вокруг Солнца в км/сек
Меркурий 4878 57,9 — 88 дней 59 дней 47,9
Венера 12100 108 — 224,7 дня 243 дня 35
Земля 12756 149,6 1 365,3 дня 23 ч 56 мин 29,8
Марс 6790 227,9 2 687 дней 24 ч 37,5 мин 24,1
Юпитер 142800 778 16 11,9 года 9 ч 50,5 мин 13,1
Сатурн 120000 1427 19 29,5 года 10 ч 14 мин 9,6
Уран 52400 2870 15 84 года 15 ч 14 мин 6,8
Нептун 50450 4497 8 164,8 года 16 ч 3 мин 5,4
Плутон 2300 5900 1 248,6 года 6 суток 9 ч 4,7
16
Местоположение планет на звездном небе
Планеты вращаются вокруг Солнца
по постоянным орбитам.
Наблюдателю с Земли кажется, будто
все они движутся но узкой полоске
неба. Это происходит оттого, что
орбиты всех планет лежат
практически в одной плоскости.
Единственным пск.иоченнсм является
Плутон — самая отдаленная от
Солнца планета, —орбита которого
сильнее прочих наклонена к плоскости
эклиптики.
Проходя по звездному небу, планеты
минуют на своем пути двенадцать
созвездий, так называемых знаков
Зодиака. Так что если вам удалось
определить местопо.тожс1Н1е всех этих
созвездий, то любая другая «звезда» на
небе будет одной из планет. В таблице
внизу указано, в каком месте звездного
неба можно было наблюдать четыре
самые яркие планеты в последние
несколько лет.
Обозначения планет в
таблице
Венера
Юпитер
"^2 Сатурн
17
Внутренние планеты
Четыре внутренние планеты
являются карликами Солнечной
системы. На диаграмме вверху они
изображены в одном масштабе
вместе с Церерой, крупнейшим из
астероидов. Все эти планеты
обладают очень большой
плотностью, а их поверхность —
разумеется, кроме земной, —
представляет собой бесплодную
каменистую пустыню. Что касается
Земли, то ее облик гармонизируют
огромные океаны, покрывающие
71 процент ее поверхности.
Атмосфера Меркурия и Марса
чрезвычайно тонкая, в результате
чего там наблюдаются огромные
перепады суточных температур. На
Меркурии разница между дневной и
ночной температурой может
достигать 400 41 В отличие от них,
Земля и Венера располагают
плотной защитной атмосферой.
Температура их поверхности
относительно стабильна. У экватора
Земли она составляет примерно
15 °C, в то время как на большей
части Венеры стоит невообразимая
жара — почти 500 СС, достаточно,
чтобы расплавился свинец.
▲ Крохотный Меркурии — ближайшая
к Солнцу планета, о ткуда Солнце
выглядит примерно втрое бо. чьшпм. чем
е Земли, и его безжалостные лучи
раека.чяют поверхность малютки до
400"С. В 1974 г. межпланетная
станция «Маринер-1 О>> пролете. ча
вблизи от Мерк> рпя и впервые
сфотографировала его. На снимках
запечатлелась сухая, каменистая
поверхность планеты, пе и ещренная
кратерами. Приборы, установленные
инстанции, определили, что Меркурий
обладаетплотным, обогащенным
железом ядром, очень похожим на
земное.
А Венера, утренняя и вечерняя «звезда»,
похожа на пашу Землю, как родная
сестра. Размерами она почти не
отличается от Земли, однако на ее
поверхности царит ад, скрытый
непроницаемой нелепой облаков из серной
кислоты и заполненный удушливой
атмосферой из углекислого газа.
▲ Облачный покров, окутывающий
Венеру, задерживает на ее поверхности
солнечное тепло, образуя гигантский
парник. Солнечные лучи, пронизывая
облака, нагревают почву. Та, в свою
очередь, испускает инфракрасные
тепловые волны, которые задерживаются
в атмосфере, что приводит к се
сильнейшему ризогреву.
А При взгляде из околоземного
пространства Земля выглядит как
огромный сияющий бело-голубой шар
па фоне темного неба. Коричневые
контуры се материков, густая синева
океанов и белые завихрения облаков
отчетливо видны даже с Лупы.
18
▲ Па этом рисунке изображен Фобос,
крупнейший из спутников Марса; именно
тик оп смотрится с борта межпланетного
кярабля, приближающегося к Красной
лапете. Чтобы вам легче было
цждетавить себе его размеры, сообщим,
что центральный кратер имеет шесть
пломстров в поперечнике. Фобос
вращается вокруг Марса на расстоянии
6000 км от его поверхности, совершая за
каждый марсаапский день три полных
оборота. Второй спутник Марса, Деймос,
еще меньше, чем Фобос. С поверхности
планеты он выглядит всего лишь большой
яркой звездой, перемещающейся по
небосклону.
▲ В 1976 г. две межпланетные станции-
зонды «Викинг-1» и «Викинг-2> совершили
мягкую посадку на Марс и передали па
Землю первые фотоснимки его
поверхности. Пейзаж, который вы видите
вверху, был заснят «Внкиигом-2*. Линия
горизонта удалена примерно па три
километра. Мелким песок, покрывающий
равнину, нанесем момцными бурями, часто
свирепствующими на Марсе.
Несостоявшаяся
планета?
В пространстве между орбитами Марса
и Юпитера радиусом примерно
550миллионов кило метров вращаются
десятки тысяч маленьких небесных тел,
которые называются астероидами.
Самый крупный из астероидов —
Церера имеет всего 1025 км в
поперечнике, большинство же
размерами не превышают дом или даже
простой валуи. Астрономы полагают,
что астероиды представляют собой
гтроительну ю заготовку для иеко и
планеты, которая по неизвестной
причине таи н не сформировалась.
19
Внешние планеты
За поясом астероидов разместились
гигантские внешние планеты —
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун —
огромные газовые шары,
вращающиеся в дальних областях
Солнечной системы. Позади них на
самой окраине затерялся крохотный
замерзший Плутон.
Диаграмма внизу позволяет
сравнить размеры Земли и внешних
планет, изображенных в одном
масштабе.
Юпитер
▲ Юпитер—настоящий Голиаф Солнечной
системы; его объем превышает объем
Земли в 1312 раз. У пего ист твердой
поверхности. Верхние слои Юпитера
представляют собой необозримый океан
газа, который в недрах планеты сгущается,
превращаясь в жидкость, и, наконец, в
самом ее центре образует твердое ядро.
Температура видимого облачного покрова
составляет в среднем — 140*’С.
Одних! из наиболее загадочных
образовании на Юпитере является Большое
красное пятно ( видно справа на рисунке
вверху), впервые замеченное еще в 1666 г.
По мнению астрономов, это какая-то
бесконечная буря, бушующая в атмосфере
манеты.
Межи. ганетная станция «Пионер-10>>
(па рисунке вверху) впервые
сфотографировала Юпитер с близко! о
расстояния в 1973 г.; в 1979 г. станции
«Вояджер-1-> и «Вояджер-2» прислали на
Землю более подробные снимки. С их
помощью было обнаружено топкое кол ьцо
вокруг Юпитера, открыты два новых его
спутника и семь действующих вулканов на
одной из его крупных лун — Ио.
▼ Орбита Сатурна удалена от Солнца на
расстояние 1427 миллионов километров.
Как и Юпитер, это гигантский газовый
шар, но особый интерес для ученых
представляют его поразительные кольца.
С Земли эти кольца каждый год
выглядят по-разному, по мере того как
планета движется ио своей орбите. На
рисунках внизу показано, как меняется
внешний вид колец при наблюдении с
Земли.
То. nidi на колец Сатурна едва достигает
одного километра, к тому же они нс
20
А Ура» представляет собой
безжизненный ледяной мир,
расположенный в 2870 миллионах
километров от Солпца. Последние
исследования показали, что, помимо
известных нам 15 спутников (два из
которых минуют его на рисунке вверху),
вокруг Урана вращаются 11 узких
колец, гораздо более темных, чем кольца
Сатурна.
▲ Нептун замыкает список планст-
гигаптов. Он во многом поуож на Уран,
по меньше его. Два его крупнейших
спутника называются Тритоном и
Нереидой. Его облачный покров,
согласно произведенным расчетам,
имеет постоянную и очень низкую
температуру —220"С.
твердые, а состоят из бесчисленных
обломков скал и льда. В 1980 г. «Вояджер-
1 t> установил, что кольца делятся па сотни
отдельных колечек -11 рпчем два самых
крайних колечка переплетены между
собой, как прядки в канате.
Сатурн имеет по меньшей мере
19 спутников, большинство из которых
состоят изо льда п усеяны кратерами,
образовавшимися от ударов комет. Один из
таких кратеров занимает четвертую часть
поверхности спутника, а в другой спутник
когда-то врезались два меньших спутника,
п теперь все опп вращаются по одной
орбите. Самый большой спутник
Сатурна—Титан имеет очень плотную
атмосферу из азота к окутай
оранжевыми облаками, скрывающими
его от глаз наблюдателя. Темпера чу ра
поверхности Титана, судя но всему,
составляет —180”С, и астрономы
полагают, что он может быть сплошь
покрыт океаном из жидкого метана
(на Земле встречается в виде
природного газа ).
▲ Плутон был открыт лишь в 1930 г.
Когда ученые сравнили фотографии
звездного неба, сделанные в разное
время, то обнаружили, что одна из
«звезд» — Плутон — меняет свое
местоположение. У Плутона есть
спутник Харон, открытым в 1978 г.,
вдвое меньше Плутона.
21
Метеоры и кометы
Помимо планет и их спутников,
вокруг Солнца вращается масса
всевозможных космических
обломков. Большей частью они
слишком малы и далеки от нас,
чтобы их можно было увидеть с
Земли, однако время от времени
некоторые из этих небесных тел
являются нам во всем своем
великолепии.
Самые малые из них, метеорные
тела, обычно имеют размеры от
мельчайших песчинок до увесистых
булыжников. Их можно заметить,
лишь когда они проносятся по
ночному небу яркой полосой света
на входе в атмосферу Земли, за что
их и называют падающими звездами.
Кометы — это одинокие странники
Вселенной. Когда они залетают к
нам из глубин космического
пространства и проходят неподалеку
от Солнца, то о прибытии возвещают
их длинные светящиеся хвосты.
▲ Па рисунке вверху изображен
метеор, врывающийся в атмосферу
Земли со скоростью до 70 км/с.
Большинство метеоров сгорают от
трения в плотных слоях атмосферы,
прежде чем успеют приблизиться к
земной поверхности.
► Гигантские метеорить^надают па
Землю крайне редко, хотя ежедневно
в атмосфере сгорают тысячи крохотных
метеоров. На этом рисунке изображено
место падения огромного метеорита
вскоре после того, как он врезался '
в поверхность. Ученые на вертолетах
облетают образовавшийся при падении
кратер, пытаясь спуститься как можно
ниже. К счастью, катастрофа
произошла в пустынной местности.
Метеоритные кратеры
Астрономы называют метеоры по-
разному, в зависимости от того, где
они находятся. Камень или обломок
скалы, несущийся в космическом
пространстве, зовется метеорным
телом. Как только этот камень
попадает в земную атмосферу, он
становится метеором. Если же ему
удается достичь поверхност и Земли
(или любой другой планеты либо ее
спутника), то он начинает именоваться
метеоритом.
Метеориты могут приземляться в делом
виде, а также в виде града обломков,
образующихся при мощном взрыве
метеорита в нижних слоих атмосферы.
В 1947 г. на одни из районов Сибири
обрушилось около тысячи тонн
обломков взорвавшегося метеорита, па
месте падения которых образовалось
множество кратеров шириной до 30 м.
▲ Этот простой эксперимент позволит
вам без труда смоделировать
метеоритный кратер. Роль
поверхности планеты будет играть
слой муки. Возьмите неглубокий
поднос и покройте его дно слоем
пшеничной муки мелкого помола
толщиной примерно 2 см.
▲ Выровняйте слой муки
концом обычной линейки. Для
успеха эксперимента важно,
чтобы поверхность была гладкой
и ровной. Поставьте поднос па
пол. Затем постелите рядом
газету, и вы готовы к
следующему пипу.
22
Путь кометы 1 аллея
Кометы — комки грязного снега в космическом
пространстве
Кометы, выныривающие из глубины
космоса, выглядят как раскаленные
шары, за которыми тянется хвост,
иногда достигающий в длину миллиона
километров. Ядро кометы
представляет собой плотный шар из
твердых частиц и льда, окутанный
туманной оболочкой, которая
называется комой. Ядро диаметром в
несколько километров может иметь
вокруг себя кому в 80 000 км в
поперечнике. Потоки солнечных лучей
выбивают частицы газа из комы и
отбрасывают их пязад, вытягивая в
длинный дымчатый хвост, который
волочится за ней в пространстве.
Хвост из газов и пыли
Опа делает полный
оборот вокруг
Солнца за 76 лет.
Орбита Ураиа
Газообразная кома
Твердое ядро из
камней и льда
ЛВОСТ
формируется но
мере
приближения
кометы к
Солнцу.
Хвост всегда
направлен в
противо-
положную
сторону от
Солнца.
▲ Заберитесь па стул так, чтобы вы
стояли прямо над подносом.
Возьмите ложку, наберите в псе
немного муки, поднимите ее на
высоту примерно 2 м над полом и
обрушьте муку вниз. Затем
повторите эксперимент несколько
раз с различной высоты.
▲ Мука удариется о дно подноса точно
так же, как метеорит врезается в
поверхность Земли или Луны. Вы
увидите, что все без исключения мини-
кратеры, образовавшиеся в вашем
подносе, имеют точно такие же
привод пятые края и пологие склоны,
как и настоящие кратеры.
▲ Самый знаменитый метеори тный кратер
на Земле образовался в Аризонской пустыне
24 000 лет назад. Метеорит примерно 80 м в
диаметре, состоящий из железа и никеля, со
страшной силой врезался в поверхность
Земли. Оп проделал в ней воронку 1265 м
шириной и 175 м глубиной.
23
Наблюдение за северным небом
Невооруженным глазом в ночном
небе можно разглядеть около
3000 звезд. Разумеется, не все
одновременно, ибо из любой точки
на поверхности Земли можно
увидеть лишь небольшую часть
звездного неба.
На этой карте, так же как и на
с. 28—29, отмечены лишь наиболее
яркие звезды. Проще всего они
распознаются как составные части
созвездий, занимающих различные
участки небесного свода. Люди
стали выделять созвездия на небе
еще в глубокой древности, так как
узор из звезд в том или ином его
секторе часто напоминал им
силуэты животных или
человеческие фигуры. Например,
созвездие Большой Медведицы,
хорошо видимое на небе Северного
полушария, похоже на большой
ковш с ручкой.
► Здесь отмечены основные
созвездия неба Северного
полуигарая. Большие
цифры па карте
соответствуют рисункам па
двух последующих
страницах.
А Для того чтобы правильно пользоваться
звездными картами, вам понадобится
«небесныйглазок» (ем. г. 30—31). Просто
совместите время, отмеченное иа «небесном
глазке», с датой на карте. Ту часть звездного
неба, что окажется внутри овала, вы сможете
увидеть этой ночью на небосводе.
МЛЕЧНЫЙ
ПУЛЬ
ЗМЕЯ (ХВОСП
При взгляде на звезды кажется, будто
они нарисованы па каком-то огромном
темпом своде. В дрешкияи люди
полагали, что звезды размещаются в
фиксированных точках внутренней
поверхности пустотелого шара —
небесной сферы, — в центре которого
пахолится Земля. Звездные карты,
данные в книге, составлены путем
развертывания картины звездного
неба, видимой с Земли, в плоский
круг. Так что, хотя никакой небесной
сферы в природе не существует, сама
идея оказалась весьма плодотворной
для составления точных карт
звездного неба.
Конец Начало
3МЕя
Чудеса северного неба
В ночном небе можно созерцать не
только звезды и планеты, но и
темные туманности, звездные
скопления, галактики и светящиеся
облака горячего газа. Свет
некоторых небесных объектов
слишком слаб, чтобы их увидеть
невооруженным глазом. Для
наблюдения за ними требуются
мощные телескопы.
Все небесные тела
классифицируются по степени их
яркости, которая обозначается
особым термином, так называемой
звездной величиной. Как ни
странно, наиболее яркие тела имеют
отрицательную звездную величину;
к примеру, для Венеры она
равна —4,4. А вот слабо светящиеся
объекты имеют положительную
звездную величину. Источники
самого слабого света из всех
видимых невооруженным глазом
имеют величину порядка +6.
▲ Наша собственная галактика,
Млечный Путь, похожа на тусклую
полоску света, пересекающую
небосвод- Па фотографиях видно,
что опа состоит из миллионов звезд,
образующих столь густые скопления,
что они выглядят как звездные
облака.
▲ Смутное пятно в созвездии Геркулеса
под названием MI3 представляет собой
плотное шаровое звездное скопление.
Здесь па относительно небольшом
пространстве сгрудились сотни тысяч
старых тусклых желтых звезд. Их
отделяет друг от друга менее половины
светового мх»да.
▲ Плеяды — компактная группа звезд
в созвездии Тельца. Они удалены от
пае па расстояние около 400 световых
лет- Плеяды известны также под
название»! Семь Сестер, поскольку
большинство людей могут разглядеть в
них всего семь звезд. Однако если у
вас очень хорошее зршше, то в ясную
ночь вам удается увидеть и другие
звезды, входящие в это звездное
скопление. Самый зоркий глаз
способен разглядеть более 15 звезд, но
па самом деле их там почти 400.
Североамериканские индейцы когда-то
использовали Плеяды для проверки
зоркости своих воинов.
Бело-голубые звезды в Плеядах самые
молодые — им всего несколько десятков
миллионов лет. Для сровнсиия: возраст
нашего Солнца составляет примерно
5 миллиардов лет.
26
▲ Ориентируясь по ковшу Большой
Медведицы, проведите воображаемую
линию вдоль его рукоятки. Если вы
продолжите эту линию, то она
пройдет через Лрктур, четвертую ио
яркости звезду на небосводе.
▲ Созвездие Ориона можно наблюдать
па обоих полушариях неба. На
рисунке вверху показано, как найти в
его верхнем левом углу звезду
Бетельгейзе. Бетельгейзе является
красным гигантом, в 600 раз
превосходящим своими размерами
наше Солнце.
▲ На этом рисунке изображен самый
удалшшый объект, который только
можно разглядеть невооруженным
глазом, — туманность Андромеды. Эта
огромная галактика похожа па неясное,
расплывчатое пятно. В 1923 г. астроном
Эдвин Хаббл впервые попытался
определить расстояние до нее от Земли.
Сегодня установлено, что опа удалена
от пас па два миллиона световых лет.
По форме она сильно напоминает пашу
галактику — Млечный Путь, с такими
ясе спиральными ветвями. Туманность
Андромеды почти вдвое больше
Млечного Пути и содержит втрое
больше звезд.
▲ Семь самых ярких звезд созвездия
Большой Медведицы составляют так
называемый ковш. Если линию,
проведенную между двумя крайними
звездами ковша, продолжить дальше
«сверху, то она точно укажет на
Полярную звезду- Встаньте лицом
к Полярной звезде, и вы окажетесь
лицом к северу, где бы вы пи
находились.
▲ На первый взгляд кажется, что
звезды нс меняют своего
местоположения на небе. Однако по
прошествия достаточно длительного
времени становится ясно, что это нс
так. К примеру, 100 000 лет тому
пазад звезды, составляюаще ныне
ковш Большой Медведицы,
располагались совершенно по-
иному, бесформенной массой.
Сегодня его знакомые очерташш видны
вполне отчетливо. Л еще через
100 000 лет они вновь изменятся.
Вее дело в том, что хотя звезды и
перемещаются в нростропстве с
огромной скоростью, но находятся так
далеко от пас, что перемену в их
местоположения па небосводе можно
зафиксировать лишь с помощью
высокоточных приборов.
28
Наблюдение за южным небом
Звезды, обозначенные на этой
карте, видны из всех
населенных областей Южного
полушария. Звезды,
расположенные по краям
карты, относятся к созвездиям
Северного полушария, но в
определенное время года их
можно видеть стоящими низко
над горизонтом.
Для обозначения звезд
используется греческий
алфавит. В каждом созвездии
одна звезда — обычно самая
яркая — именуется Альфой
(первая буква греческого
алфавита), другая Бетой
(вторая буква алфавита) и так
далее. К букве добавляется
название соответствующего
созвездия. Таким образом,
самая яркая звезда в созвездии
Центавра называется
Альфой Центавра.
Чудеса южного неба
Небо Южного полушария в течение
длительного времени оставалось
неизученным. Поэтому, когда
астрономы наконец приступили к
наблюдениям, их ожидал целый ряд
сюрпризов. В созвездии Центавра
удалось обнаружить нашего
ближайшего звездного соседа. Им
▲ По соседстау с тремя звездами,
образующими пояс Ориона, раскинулся
один из красивейших объектов ночного
неба. Невооруженному глазу Большая
туманность кажется невзрачным
туманным пятном. Ио стоит посмотреть
па нее в телескоп, как она предстает
перед вами, как это хорошо видно па
рисунке вверху, огромным цветным
▲ Всякий jpa3, когда вы отправляетесь
со звездной картой вести наблюдения
под открытым небом, вам понадобится
ночпой фомарая, чтобы можно было
что-то на этой карте разобрать. Л чтобы
свет фонарика нс притуплял остроту
вашего зрения, замаскируйте его куском
красного целлофана.
оказалась Проксима Центавра,
маленькая, тусклая красная звезда,
удаленная от нас всего на
4,2 световых года. Па южном небе
видны и ближайшие к нам галактики,
получившие название Магеллановых
Облаков в честь их первооткрывателя
Фердинанда Магеллана.
облаком газа размером в 16 световых
лет.
Молодые, горячие звезды, окутанные
этим облаком, светятся в восемь раз
ярче Солнца. Их лучи нагревают
клубящиеся вокруг них тгшггские
газовые облака и заставляют их также
испускать свет.
29
И снова чудеса южного неба
(Продолжение с предыдущей страницы)
▲ Южный Крест, показанный на
рисунке вверху крупным планом, —
крохотное созвездие, самое маленькое па
небосводе. Две его звезды указывают
прямо на юг, точно так же, как две
звезды ковша Большой Медведицы
указывают па север, в сторону
Полярной звезды.
▲ Темными туман! юс гям и называются
космические облака из холодных газов и
пыли. Их можно обнару жить .шшьтогда,
когда они заслоняют собой более светлые
участи звездного неба. Па рисунке вверху
Конская Голова, туманность
в созвездии Ориона, отчетливо
вырисовывается на фоне ярких звезд.
▲ Самой яркой звездой южного
ночного неба является Сириус. Его
еще называют Песьей звездой, так
как он расположен в созвездии
Большого Пса. Па рисунке вверху
показано, как удобнее всего наита
Сириус на небе, ориентируясь па
пояс Ориона.
Как изготовить
«небесный глазок»
Это простое I (риснособленпе позволит вам
легко определить, какие звезды будут
видны в вашей местности в то или иное
время года.
Возьмите большой лист бумажной
кальки и наложите его на эту страницу.
Переведите на негоенл ошные черные
линии е желтой половины схемы,
изображенной с права. Затем нанесите па
схему стре. ски , обозпачающиевремя с
по. суночи до шести утра.
Переверните листбумажпой кальки.
Переведите ту же схему на его вторую
половину. Нанесите на схему стрелки,
обозначающую время с полуночи до
шести вечера. Перенесите на нее звез,<у
в том место, где вертикальная и
горизонтальная линии
не рскрсщиваются.
Теперь передвиньте лист
бумажной кальки вдоль
шкалы географическом
широты так, чтобы звезда
совместилась с шпротой
вашей местности. Эту7
широту вы сможете
опрсдел ить по атласу.
Вотпссколько примеров:
Мурманск
Петербург
Москва
Краснодар
Рио-де-Жаиепро
Сидней
69° северной шпроты
60® северной шпро ты
56® северной широты
45® северной широты
23® южной шпроты
34® южной широты
Полночь
Затем переведите на кальку пунктирный
овал липин горизонта. Как видите, овал
оказывается севернее или южнее в
зависимости оттого, где вы живете.
Перенесите ваш чертеж па лист твердого
картона и вырежьте сто по наружным
контурам. Наконец, вьцюжьте овал в
центре. Теперь ваш «небесный глазок»
полностью готов.
Стрелки вечернего
времени
бумажная калька
Готовый
«небесный
глазок» на листе
картона
Овальное
отверстие,
чтобы
определять,
какие звезды
видны на небе
30
О I 000 000
Масштаб в Туманность Андромеды
световых
годах Млечный Путь
Другие__
местные
галактики
Магеллановы Облака
▲ Магеллановы Облака были
впервые замене! пл в 1521 г. Они
видны только в Южном полушарии.
Па рисунке вверху изображено
Большое Магелланово Облако. Ойо
отстоит от Млечного Пути па 170 000
световых лет, являясь ближайшей к
нам галактикой, даже спутником
нашей галактики. В поперечнике оно
насчитывает 23 000 световых лет.
В отличие от спиральных или
эллиптических галактик, Магеллановы
Облака не имеют какой-либо
определенной формы. Поэтому их
относят к классу иррегулярных
(неправильных) галактик.
▲ Магеллановы Облака вместе с
тридцатью другими галактиками —
местное скопление галактик. Эта группа
галактик (в состав которой входит и
Млечный Путь) образует сферу
диаметром 5 миллионов световых лет.
Другие такие скопления могут
объединять до 2500 галактик.
Экватор О° 10° 20° 30* 40'
5о° во 70° ео° чо
Градусы широты
Разметочная
звезда
Край этого овала
обозначает линию
горизонта
Теперь, когда вы
изготовили «небесный
глазок», наложите его
на карту звездного
неба, и та ее часть,
что будет видна
сквозь овальное
отверстие, будет
соответствовать
видимой части
звездного неба в
нужное время года.
ЮНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬ
«небесный глазок»
31
Что еще можно увидеть в небе
МЕТЕОРЫ
Кометы
Каждый год в строго определенное
время орбиту Земли пересекают целые
рои метеоров. Сильный метеорный
поток, или метеорный дождь, выглядит
как огромное количество ярких полосок
света, исходящих из одной точки
небосвода, называемой радиантом.
Искусственные спутники Земли
Название потока Где наблюдается наблюдается
Аквариды К юго-западу от Пегаса 4—6 мая
Геминиды Кастор в Близнецах 11—14 декабря
Леониды Лев 16—18 декабря
Лириды Между Геркулесом и Бетой 20—22 апреля
Ориониды Между Орионом и Близнецами 18—22 октября
Персеиды Персей 10—14 ашу'ста
Квадраи- тиды Между Волопасом и Драконом 2—4 января
Таурилы Межд} Тельцом и Персеем 5—9 ноября
На некоторых наиболее совершенных
спутниках установлены орбитальные
астрономические обсерватории, вроде
СОВЕ («Исследователь космического
фонового излучения*), изображенной
здесь. Она была запущена для
исследования микроволнового
излучения, наполняющего всю
Вселенную, — эха «Большого взрыва*.
Другие подобные спутники изучают
инфракрасное, ультрафиолетовое и
реютсновскос излучения, нс
проникающие из космоса сквозь земную
атмосферу'. Еще одна категория
спутников предназначена для
наблюдений за самой Землей; они
следят за погодой, определяют места
залегания полезных ископаемых,
передают телевизионные изображения и
телефонные разговоры или же шпионят
за военными объектами.
Кочеты летят в пространстве по
длинным вытянутым орбитам,
которые периодически уносят их в
самые отдаленные районы Солнечной
системы. Прежде чем они вернутся к
Солнцу, могут пройти сотни и даже
тысячи лет.
Комета ЭНКЕ- БА КЛУНДА.
Появляется вблизи Солнца каждые
3,3 года. Эта маленькая комета
удаляется до орбиты Юпитера, а
затем поворачивает обратно к Солнцу.
Наблюдается только в телескоп.
Комета ГАЛЛЕЯ. Эта комета,
изображенная на рисунке вверху,
возвращается к нам каждые 76 лет.
Ее последнее появ.к*ние датируется
1986 г., когда изучать ее отправились
сразу пять космических аппаратов.
Комета ГУМ АСОН 1961Е. Эта
большая комета, открытая в 1961 г.,
движется по длинной пологой орбите,
совершая полный оборот за несколько
тысяч лет. Ее следующее появление
ожидается в 4860 г.
Комета ИКЕЯ-СЕКИ. Эту яркого
комету, открытую в 1965 г. двумя
астрономами-любителями, можно
было наблюдать на небосводе даже в
дневное время.
Затмения
Солнечные затмышя бывают, когда
Лупа проходит между Землей и
Солнцем, и лунная тень скользит по
поверхности Земли со скоростью до
3500 км/ч. На карте показаны
полосы полного затмения, т.с.
участки Земли, где солнечный диск
становится совершенно невидим.
Но обе стороны полосы
наблюдается частное затмение, во
время которого Луна загораживает
Солнце лишь частично. Пунктирная
линия обозначает полосу
кольцеобразного затмения, при
котором Лупа находится в наиболее
отдаленной от Земли точке своей
орбиты и закрывает лишь середину
солнечного диска, оставляя
открытыми его края.
Тайны глубин Вселенной
В последние годы в космическом
пространстве были обнаружены
очень странные объекты, свойства
которых оказались для астрономов
полной неожиданностью. Ученые
всегда полагали, что гравитационные
силы являются слабейшими во
Вселенной, поэтому легко понять их
изумление, когда вдруг выяснилось,
что материя и энергия могут иногда
под их воздействием исчезать.
Точка в пространстве, где это
происходит, называется черной
дырой. В этом месте
гравитационные силы настолько
велики, что все оказывающееся
поблизости буквально засасывается
внутрь. Даже световые лучи не могут
вырваться оттуда, поэтому черная
дыра абсолютно невидима.
размером с
горошину!
Если бы вещество Земли сжалось
до такой же степени, как
вещество внутри черпой дыры, то
все оно уместилось бы в шарик
размером с горошшгу. Если бы
нарисованная здесь черная дыра
была настоящей,.™ сила се
притяжения разорвала бы вас па
мельчайшие частицы и затянула в
страницу, прежде чем вы успели
бы прочесть эти слова.
Рождение
черной дыры
Черные дыры образуются
в результате процесса,
именуемого
гравпта цпвппым
коллапсом. Атомы,
составляющие звезду, все
теснее прижимаются друг
к другу, увеличивая тем
самым плотность
звездного вещества, —
представьте себе для
наглядности разницу,
скажем, между губкой и
евщщом. Подобное может
произойти, к примеру,
при катастрофическом
взрыве звезды-гиганта
(рис. справа)
Внешние слои такой звезды
выбрасываются в открытый космос.
Если в звездном ядре остается
достаточное количество вещества, то
оно стремительно сжимается
(коллапсирует), образуя небольшой
сверхплотный шар, именуемый
нейтронной звездой. Спичечный
коробок подобного вещества весил бы
10 ми.ыиардовтонн. Потоки частиц,
испускаемые нейтронными звездами,
прочерчивают небо, как све т маяка,
по мере вращения звезды вокруг своей
осп.
11екоторые пейтрош1ые звезды
продолжают сжиматься до тех
пор, пока пс превратятся в
черные дыры. Черпая дыра —
чрезвычайно странный объект
ничтожно малых размеров и
при этом невероятно плотный.
На рисунке внизу показано,
как черпая дыра искривляет
пространство, создавая
эффект воронки. Вее,
попадающее в эту воронку,
насколько могут судить
астрономы, полностью
раздавливается или ясе
высасывается из пашей
Вселенной.
Важнейшие астрономические
открытия
История астрономии насчитывает
сотни примечательных вех,
определивших направление ее
развития. Ниже приводятся лишь
некоторые из них.
140 п. Э.
Птолемей из Александрии написал
свой знаменитый труд «Альмагест»,
квинтэссенцию познаний древнего
мира в области астрономии. Он же
составил самый подробный звездный
каталог своего времени.
1054п.э.
Китайские астрономы
зарегистрировали взрыв сверхновой
звезды в созвездии Тельца.
В результате этого взрыва возникла
Крабовидпая туманность.
1543
Коперник заложил основы
современной астрономии, доказан, что
Земля и все остальные планеты
вращаются вокруг' Солнца.
Зеркальный
1608
Голландец Ганс Липпсрсгеп
использовал увеличительное действие
стеклянных линз для создания первого
телескопа. Па следующий год Галилей
приступил с помощью собственного
телескопа к наблюдениям за
солнечными пятнами, спутниками
Юпитера и звездами Млечного Пути.
1671
Первые телескопы были
примитивными рефракторами.
В 1671 г. Ньютон изобрел первый
зеркальный телескоп, или рефлектор.
Несмотря на то что он был всего
16 см длиной, его увеличительное
действие было ие меньше, чем
у двухметрового рефрактора.
1937
Грот Ребер построил первый
настоящий радиотелескоп. Он
установил дсвятиметровып рефлектор
в собственном саду и с его помощью
изучал радиошумы, идущие из
космоса.
1960
Радиоастрономы открыли квазары
( квазизвездные радиоисточники).
Эти загадочные объекты удалены от
пас па чудовищные расстояния — до
15 миллиардов световых лет.
Размерами они намного уступают
галактикам, но при этом светятся в
сотни раз ярче.
1967
Астрономы в Кембридже, Англия,
зафиксировали странные сигналы,
идущие из космоса. Оказалось, что
это неведомое пульсирующее
радиоизлучение исходит от быстро
вращающих св нейтронных звезд.
Они получили название пульсаров.
Один из таких пульсаров был
обнаружен в центре Крабовидной
туманности, где
в 1054 г. произошел взрыв
сверхновой звезды.
1987
В небольшой соседней галактике,
Большом Магеллановом Облаке,
произошел взрыв голубой звезды-
сверхгиганта. Эта сверхновая, как
называют такие взрывающиеся
звезды, находилась от нас па
расстоянии 160 000 световых лет и,
значит, была ближайшей к Земле
сверхновой за время, прошедшее со
дня изобретении первого телескопа.
1996
На орбиту Земли был выведен
космический телескоп «Хаббл» е
зеркалом диаметром 2,4 я.
В его конструкции вскоре
обнаружились погрешности,
исправление которых может занять
несколько лет, но затем он сможет
приступить к поискам иных
планетных систем, подобных
Солнечной, и к попыткам
определения общих размеров нашей
Вселенной.
Крабовидпая
туманность
Любопытные
факты
Человечество изучало звездное небо
на протяжении многих столетий, и
тем не менее оно продолжает
раскрывать перед нами все новые и
новые тайны.
За последние сорок лет
радиоастрономия позволила
значительно уточнить наши
представления о Вселенной. Теперь
астрономы не ограничиваются
изучением лишь видимых объектов.
Они могут исследовать почти весь
известный нам спектр космических
излучений- Новейшие открытия
подчас оказываются куда более
поразительными, чем кто-либо мог
себе представить.
Перед вами список десяти самых ярких
звезд, видимых па небосводе.
НАЗВАНИЕ СОЗВЕЗДИЕ
Сириус Большой Пес
Капопус Киль
Альфа Центавр
Центавра.
Арктур Волопас
Вега Лира
Капелла Возничий
Ригель Орион
Проциои Малый Псе
Ахериар Эридан
Бета Центавр
Центавра
Хотя поверхность Венеры сил они.
окутана облаками, там вовсе не так
темно, как можно было ожидать.
В 1975 г. советские космические
станции «Вснсра-9» и «Венера-10»
совершили успешную посадку па эту
планету. Фотоснимки показывают,
что па поверхности Венеры ничуть
не темнее, чем у пае па Земле
каким-нибудь пасмурным днем. Так
что венерианские облака оказались
скорее туманной дымкой, чем
непроницаемой завесой.
Самыми богатыми энергией объектами
во Вселенной являются квазары,
излучающие мощность порящка
ТОО"миллиардов Солнц из
пространства, своими размерами
ненамного превосходящего Солнечную
систему. Они представляют собой
мощнейшие взрывы в центре
гигантских галактик, возможно, в
кольце раскаленных газов,
окружающем сверхмасенвиую черную
дыру. Они также являются наиболее
удаленными из известных нам
космических объектов: расстояние <о
некоторых из них —
15 .миллиардов световых лет.
словарь
Иаше Солпцс дрожит, хотя и не
от холода. Недавно астрономы
обнаружили странные колебания
Солнца, заставляющие его то
сжиматься, то расширяться
примерно на 10 км.
В настоящее время астрономы
теряются в догадках, отчего они
происходят.
Плутон <1»актически двойная
планета — размеры его спутника
Харона достигают почти половины
размеров самого Плутона. Пара
Плутон — Харон движется по
довольно странной орбите, из-за
чего в период менаду 1979 и
1999 годами она располагается
ближе к Солнцу, чем Нептун. Сам
по себе Плутон является самой
маленькой планетой Солнечной
системы. Он па четверть меньше
Меркурия и, возможно, целиком
состоит из твердого замерзшего
метана (природного газа).
По оцешгам астрономов, в
галактике Млечный Путь
насчитывается до десяти
миллионов черных дыр.
Сдслашшя с большой
выдержкой фотография
искусственного спутника
Земли, пролегающего над
наблюдателем. Если вам
доведется увидеть такой
спутник, он будет выглядеть
как яркая движущаяся
звезда.
Массивные галактики могут играть
роль гигантских линз, искажая свет
летящих за ними квазаров и даже
заставляя их выглядеть двойными.
Материи, наблюдаемая нами в
космосе, возможно, составляет пс
более десяти процентов от се
подлинного количества во Вселенной.
Так называемая «темная» материя
может заключать в себе слабые
карликовые звезды,
межгалактический газ или, скажем,
субатомные частицы, паполняю1цие
пространство.
Огромные пылевые облака —
вероятно, формирующиеся
планетные системы — были
замечены вокруг нескольких звезд, к
примеру Беты Живописца.
В этот словарь включены
астрономические термины, не
получившие в данной книге
исчерпывающего объяснения.
Астрономическая единица (а.е.).
Астрономической единицей
называется среднее расстояние от
Земли до Солнца (150 миллионов
километров). Это удобная единица
для измерения расс тоянии it
пределах Солнечной системы.
«Большой взрыв» — теория,
доказывающая, что вся паша
Вселенная изначально
представляла собой некий
колоссальный сверхатом
первобытном материи и анергии,
который затем взорвался
(собственно «Большой взрыв»),
при этом его фрагменты в виде
галактик разметало но
космическому пространству.
Галактика. — Звезды не
разбросаны по Вселенной как
попало. Они собраны в гигантские
звездные облака, или галактики.
Каждая галактика включает в себя
миллиарды звезд.
Гравитация — сила притяжения,
существующая между различными
небесными телами. Чем массивнее
объект, тем болыней
гравитационной силой он обладает.
Двойная звезда — две звезды,
вращающиеся друг около друга и
составляющие единую звездную
систему. Подобным образом могут
объединяться три, четыре и более
звезд.
Звездная величина — степень
яркости звезды или любого другого
светящегося небесного тела.
Излучение — потоки
электромагнитной энергии,
различные виды которой образуют
в своей совокупности спектр
излучений, описываемый пиже.
Космические лучи — потоки
элементарных частиц, е огромной
скоростью стремящиеся к Земле из
космоса и от Солнца.
«Красное смещение». — Когда свет
звезды вмещается к красному концу
видимого спектра, это означает, что
звезда удаляется от нас. «Красное
смещение» представляет собой одно из
проявлений эффекта Доплера.
Орбита — траектория движения
небесного тела, вращающегося вокруг
другого небесного тела. Па орбите его
удерживает сила притяжения.
Световой год — расстояние, которое
свет преодолевает за год
(9460 миллиардов километров).
Созвездие — группа звезд, па изгляд
наблюдателя образующая какую-либо
фигуру или силуэт.
Солнечный ветер — потоки атомных
частиц, с огромной скоростью
уносящиеся с поверхности Солнца.
Спектр излучений. — Видимый свет
представляет собой одну из
разновидностей электромагнитного
излучения. Другими его видами
являются радиоволны, инфракрасное,
ультрафиолетовое и рентгеновское
излучения. Совокупность различных
видов излучений называется
спектром. Видимый свет занимает
очень небольшую часть спектра
излучений где-то в его середине.
Спутник. — Спутниками называются
малые небесные тела, вращающиеся
вокруг более крупного тела и
удерживаемые па орбите силой его
притяжспия. К примеру, спутник
Земли — Лупа.
35
Указатель
Андромеды туманность 27,31
Арктур 27
астероиды 8. 16, 19,20
атмосфера 8
Бетельгейзе 27
Большая Мс шеднца 24, 27
Большая туманность Ориона 21
Венера 16,17, 8, 27, 33
Вечерняя «звезда», см. Венера
Вселенная 8—9, 32
происхождение 8—9, 32
размеры 8—9
галактика 9, 26, 27, 29,3], 35
Галилей 11
Геркулеса звездное скопление 28
«Г.пв Циклопа». радиотелескоп 13
гравитация 35
гравитационное поле 16
гравитационные силы 33
Гумасон 1961Е 32
затмение 15, 32
звездные карты 10, II. 17. 24—31
звезды 8, 10, 11, 15,
24-31,33.34, 35
двойные 35
самые яркие 34
наименования 29
перемещение 27
Земля 8, 13, 14, 15, 16, 18. 20, 22.
23,24, 33, 34
Зодиака .знаки 17
излучение 14, 15. 2у, 33, 35
Икся-Секи 10,32
квазары 34
ковш Ьолыпоё Медведицы 24, 27
кометы 8, 10, 1(5, 22-23, 32
Хлькок 10
кома 23
Галлея 23, 32
Энке-Баклупда 32
космические гтапппп 5. 13. 14. 18.
19, 20, 32, 34
Крабовидиая туманность 34
крайние звезды ковша 27
«красное смешен не», см. эффект
Доплера
Лошадиная Голова, туманность 30
Луна 8. 12-13, 15, 18
лунные экспедиции 13
Магеллановы Облака 29. 31
Марс 5, 16,17,8, 9
Меркурий 16, 18
местное скон.темпе галактик 31
метеориты 12- 13
метеорные тела 22
ме теоры 10,16, 22, 32
Млечный Путь 9, 26, 27, 31
небесная сфера 24
нейтронная звезда 34
Центу н 16.17,20,21,35
Ньютон. Исаак 10,34
обсерватории
орбитальные 5. 32
лунные 13
Орион 27. 29,30
падающие звезды, ем. метеоры
Пегья звезда, см. Сириус
планеты 8, 16—21
Плеяды 26
ILiyron 16,17,18.19,35
Полярная звезда 27
призма 5
пульсары, см. нейтронные звезды
Сатурн 16, 17, 20, 2]
сверхновые звезды 33, 34
световой год 9, 35
Сириус 30, 34
созвездие 17, 24, 29. 30, 33
Солнечная система 8, 16—17, 32
размеры 8
солнечные пятна 14
Со.тпие 8. 13. 14-15. 16. 18. 26. 29
размеры 15
спектр 5, 35
спутники 8, 12—13, 16, 19, 21, 32, 35
телескопы 5, 10. II. 14,34
крупнейший II
дальность II
радиотелескопы 5,11, 14,34
рефлекторы 10
рефракторы 5, 10
Телен 26, 34
туманности 26, 29, 30
Уран 16. 17. 20, 21
Утренняя «звезда», см. Венера
Хаббл, Эдвин 27
Центавр 29
черные дыры 33,34
эффект* Доштсра 9. 35
Южным Крест 30
Юпитер 16. 17. 20. 32. 34
36
КНИГА ВТОРАЯ
КОСМИЧЕСКИЕ
ПОЛЕТЫ
Перевод с английского Е.В. Комиссарова
Четыре стартовых
ускорителя
отделяются от корпуса
основной ракеты
вскоре после старта.
Ускорители
работают па жидком
кислороде
и керосине.
Центральный двигатель
РД-108 развивает тягу
в 96 000 кг.
Запуски советских
космических аппаратов
осуществляются
е космодрома Байконур
в Центральной Азии,
рядом с Аральским
морем.
Четыре ракетных
двигателя РД-1О7
позволяют
каждому
стартовому
ускорителю
развивать
максимальную
тягу в 102 000 кг.
Эта ракета служила ракетоп-
носите. юн для запуска советских
спутников со времен «Спутника-1». Ее
вариант, изображенный на рисунке,
использовался для вывода на
околоземную орбиту пи дотируемого
корабля «Восток».
Аварийный люк для
эвакуации
космонавтов
Последняя ступень
ракеты-носителя,
выводящая
космический корабль
«Восток» на
околоземную орбиту
Кто сделал эту
книгу
Автор
Кеннет Гатланд
Переработанный текст
Кристофера Купера
Художники
Синди Корнфорд, Гордон Дейвис,
Малькольм Энглиш, Брайан Льюис,
Крис Лайон, Джон Маршалл,
Майкл Рофф, Дэвид Слинн, Крейг Уорвик
Эксперименты
Вот список необходимого снаряжения и оборудования для
проведения экспериментов, описание которых вы найдете
в этой книге.
Общее снаряжение
Блокнот и карандаш
Линейка или измерительная лента
Клсйкаялента
Клей
Ножницы
Часы
Резшюваятссьма
Скрепки для бумаг
Исиользованныесппчки
Л исттонкого картона
Оборудование и
материалы для отдельных экспериментов
Действие и отдача (с. 40):
Воздушные шарики «колбасной»
формы
Тонкая проволока (лучше всего
плавкая)
Нейлоновая леска или нитки
Воздушный напор (с. 42 ):
Несколько маленьких воздушных
шариков
Стеклянная бутылка с узким
горлышком
Таз или ведро, клеенка
Спутник на орбите (с. 47 ):
Корпус шариковой руч км
Пластилин
. 1ее.ка или нитки.
Теплоизоляция ( с. 49):
I Голистироловая потолочная
плитка
Два кубика льда
Планер «Спенс Шатт. I» ( с. 54 ):
Плотная бумага, ножипцы и
клейкая лента
«Марсианский вездеход» (с. 60):
Две п ластиковые бутылки (лучше всего
бутылки из-под моющей жидкости )
Пенопласт
Толстая проволока
Корпус шариковой ручки
Четыребусины
Вращающаяся космическая станция (с. 62):
Три плас'шковысбутылки
Толстая проволока
Стеклянные или пластмассовые бусины
Два небольших кубика изпенопласта
5 4-сантиметровая полоса кар юна
Фигурка астронавта
First published in 1976 Revised 1991, 1982
Usborn Publishing Ltd.
83-85 Saffron Hill London EC IN 8RT,
England
Copyright © 1991, 1976
Usborne Publishing Ltd-
Единицы измерения
Все единицы измерения в этой книге взяты из метрической
системы. В этом списке приведены соответствующие эквиваленты
из английской системы мер и весов.
Нас. 39: межпланетная станция
«Пионер-10» в 1973г. пролетела вблизи
крупнейшей из иланетСолнечпой
«истомы— Юпитера.
сантиметр (ем)
I дюйм = 2,54 см
метр(м)
1 ярд = 0,91 м
километр (км)
I миля =1,6 км
километров в час (км/ч )
1000 миль в час = 1609 км/ч
квадратный километр (км2)
I квадратная миля= 2.59 км2
килограмм (кг)
I стоун = 6,35 кг
Т тонна (т)= 1000 кг
I тон = 1,02 т
килограмм на квадратный сантиметр
(кг/см2)
I фунт на квадратный дюйм =
0,07 кг/см2
1 пинта = 0,473 л
°C—градусов по Цельсию (вода
замерзает при 0пС и кипит при 100”С)
Содержание
40 Ракетный двигатель
42 Шарик, дающий
жизнь
44 На заре космической
эры
46 На околоземной
орбите
48 Опасности космоса
50 Во что одеваются
астронавты
51 Первые космические
полеты
52 Небесные слуги
54 «Спейс Шаттл-1»: как он
устроен
56 «Спейс Шаттл-2»: «рабочая
лошадка» на орбите
58 В глубины космоса
60 На колесах по чужому миру
62 Орбитальные космические
станции
64 Лунная база
66 Звездные войны
Любопытные факты
67 Космический словарь
68 Указатель
Об этой книге
«Космические полеты» расскажут вам об исследованиях и освоении нового жизненного
пространства человечества. Простым, доступным языком и с помощью более чем сотни
красочных цветных иллюстраций эта книга донесет до вас всю историю космической эры
начиная с первых ракет Фау-2 и до сегодняшнего дня, а также поможет заглянуть в будущее
космонавтики.
Вы узнаете, по какому принципу действуют ракеты и почему спутники остаются на орбите.
Вы познакомитесь с опасностями, подстерегающими космических путешественников, и с тем,
как астронавты преодолевают их, В книге вы найдете детальное описание американского
космического корабля многоразового использования «Спейс Шаттл» и промышленной базы,
которую люди рано или поздно создадут на Луне,
«Космические полеты» также содержат множество интересных проектов, реализовать которые
сможете вы сами. Вы проделаете простые и безопасные опыты, иллюстрирующие такие
физические явления, как теплоизоляция или расширение и сжатие воздуха; наконец, вы
научитесь своими руками создавать работающие модели вращающейся космической станции и
«марсианского вездехода».
Ракетный двигатель
Никто толком не знает, кем была
изобретена первая ракета.
Возможно, приоритет в этой
области имеют китайцы. Говорят,
что еще в 1232 г. н.э. во время
сражения при Кайфунгфу они
метали в завоевателей-монголов
ракетоподобные «огненные стрелы».
На протяжении последующих пяти
веков ракеты применялись
в основном д ля фейерверков,
но иногда и в военных целях.
Примерно в 1800 г. англичанин по
имени Уильям Конгрив создал
усовершенствованную
твердотопливную ракету,
но существенного прорыва
в ракетостроении не происходило
вплоть до начала XX в., когда
русский ученый Константин
Циолковский впервые предложил
использовать для запуска ракет
жидкое топливо.
А Д-р Роберт X. Годдард (1882—1945)
многие годы жизни посвятил разработке
различных видов твердого и жидкого
ракетного топлива. J8 1920 г. ои
нредлоншл отправить па Луну ракету
с пороховым зарядом, чтобы вспышку при
се столкновении с Лупой можно было
наблюдать в телескоп.
▲ Именно Годдард осуществил в марте 1926
г. запуск первой в мире ракеты
с жидкостным ракетным двигателем.
Ракета, топ лнвом для которой служили
жидкий кислород и бензин, пробыла в
воздухе всего две е половиной секунды,
фонда расстояние 5 6 метров со средней
скоростью 103 км /ч.
Действие, противодействие и ракетные гонки
▲ Ракета с жидкостным двигателем песет
в себе запас топлива и окислителя,
которые подаются в камеру сгорания либо
под давлением газа, либо, что бывает
чаще, о помощью насосов. В камере они
воспламеняются. Окислитель при этом
необходим для выделения кислорода, бе»
которого ничто не горит.
▲ Горащая жидкость создает мощную
реактивную струю, которая устремляется
наружу через сопло в задней части
ракеты. Действие струи вызывает
соответствующее противодействие в виде
реакции (отдачи) струм, направленной
в противоположную сторону", которая
и толкает ракету вперед.
А Принцип действия отдачи можно легко
пронллюстрировитьспомощьюследующего
эксперимента. Возьмите воз.кушныешары
«колбасной» формы, немноготолстой
проволоки и моток капроновом лески или
ниток. Загните концыпроволоки, как
показано па рисунке.
А Надуйте шар и заклейте
горлышко клейкой лентой.
Осторожно прикрепите к миару два
крючка, убедитесь, что они
находятся на прямом липни дру>’
с другом и поверхностью шара.
Затем ослабьте лепту па горлышке
и медленно выпустите воздух.
А Крепко привяжите одни конец. кч'кп к
гвоздю в стене и. ш к ручке двери.
11ротянпте лескучерез комнату и
привяжите n.iinipim.TcnTe.ienToii другой ее
конецк спинке стула и.ш выступу в стене.
J 1еска должна быть натянута под
небольшим углом, так, чтобы один конец
был немного ниже другого.
А Теперь вновь надуйте шар. Крепко
зажмите горлышко пальцами. Повесьте ишр
па леску с помощью крючков, потом
отпустите его горлышко и понаблюдайте за
тем, как он стремительно рвапстся вперед.
Обзаведясь несколькими мотками лески и
набором воздушных шараков, вы сможете
устроить со своими друзьями настоящие
ракетные гонки.
40
Европейская беспилотная
ракета-носитель «Ариан-4»
Бак горючего
«Ариан-4» представляет собой
трехступенчатую ракету-носитель,
которая, будучи полностью
заправлена топливом и снабжена
полезной нагрузкой, весит свыше
415 т и возвышается над землей
примерно на 60 м. Она создана
государствами — членами
Европейского космического’
агентства (ЕСА), список которых
приведен ниже.
«Ариан-4» способна выводить
спутники весом в 4 т и более на
стационарную орбиту в 35 880 км
над экватором.
Мсжступспный
обтекатель
защищает
реактивное сопло
третьей ступени.
Межступемный
обтекатель
Бак
окислителя
Порван ступень
ракеты
отделяется ва
высоте 75 км.
1
Первая ступень содержит четыре
двигателя «Викинг-V» и 226т
жидкого ракетного топлива,
сгорающего за 205 секунд.
Дополнительные стартовые
двигатели служат для
усиления стартовой тяги.
Два из них являются
жидкостными ракетными
двигателями «Еики1гг-У1».
Другие два, поменьше,
работают на твердом
топливе.
Ракста-носитсль может
выводить на орбиту самые
различные виды спутников.
Этот спутник предназначен для
ретрансляции телевизионных
программ и телефонных
звонков.
Головной обтекатель — специальный чехол
обтекаемой формы — предохраняет
полезную нагрузку от воздушного трения
па атмосферном участке полета. Па
высоте 110 км он сбрасывается с помощью
взрывного устройства, раскалывающего
его на две части.
Третья ступень ракеты содержит
один двигатель НМ7,
заправленный топливом из
жидких кислорода и водорода,
период сгорания которого равен
725 секундам.
Вторая ступень содержит один
жидкостный ракетный двигатель
«Википг-I V» с периодом сгорония
топлива, равным 124 секундам. Опа
отделяется на высоте около 135 км.
На схеме
страна
показано в
упрощенном
виде
устройство
двигательной
установки
второй
ступени
ракеты.
Трубка окислители
Бак окислителя
Камера
сгорания
Короткая ось
позволяет
двигателю
раскачиваться
из стороны в
сторону.
Бак горючего
1 е»
Гибкие сочленения
Как работают
двигатели «Ариан»
В двигателях первой и
второй ступеней «Ариан»
используется топливо,
компоненты которого
самовозгораются пра
смешивании. В третьей
ступени горючее
воспламеняется с помощью
специального запала
в камере сгорания.
Управляют ракетой путем
регулирования направления
реактивных струи.
41
Шарик, дающий жизнь
Планета Земля, крохотный
островок, на котором все мы
путешествуем по просторам
Вселенной, совершает полный
оборот вокруг Солнца за
365 1/4 дня, а вокруг своей оси
обращается за 23 часа 56 минут.
Таковы соответственно год и
сутки на нашей планете. Семь
десятых ее поверхности покрыто
океанами, а ее полюса закованы в
вечные льды.
Воздух, которым мы дышим, состоит
в основном из азота (78 %) и
кислорода (21 %). Днем его нагревают
солнечные лучи, а ночью он вновь
охлаждается. Температурные
колебания вызывают перемещение
воздушных масс, что наглядно
иллюстрируют приводимые ниже
эксперименты. Постоянный
воздухообмен между морем и сушей
является основной причиной
изменений в погоде.
◄ Вокруг нашего Солнца вращаются
девять планет; ближе всех к нему
расположен Меркурий, а самым
удаленным является Плутон. Из всех
планет только одна Земля обладает
атмосферой, пригодной для жизни людей.
На других планетах столь необходимая
нам вода либо выкипела бы, либо
замерзла.
Марс
Юпитер
Земля
Венера
Меркурии
Северный полюс
Гора
Эверест
(8848 м)
Животворная
воздушная оболочка
Земли
1 Расширяющийся и
сжимающийся воздух
Воздушная оболочка Земли очень
топка. Уже в десяти километрах от ее
поверхности так необходндюго
человеку воздуха практически не
остается. Полеты человека в космос
стали возможны лишь тогда, когда он
смог брать с собой достаточный запас
воздуха.
Воздух, которым мы дышим,
представляет собой смесьразлпчных
газов, и, как всякий газ, он
расширяется при нагрсвани и и
сжимается при охлаждении.
Д вижешю воздуха в атмосфере
создаетто, что мы называем погодой.
В наши дни для наблюдения за
ног одой 11спо.'п>з«отспециалы1ые
спутники (гм. е.52 ).
▲ Этот эксперимент с бутылкой и
воздушным шариком позволит вам
понаблюдать за тем, как воздух
расширяется при нагревании. Возьмите
бутылку, охладите ее, окатив холодной
водой, затем плотно натяните на ее
горлышко воздушный шарик. Поскольку
в нем пет воздуха, он будет свободно
свешиваться с бутылки.
▲ Теперь наполните таз пли ведро
горячей водой и поставьте в псе бутылку.
По мере того как воздух в бутылке будет
нагреваться, он начнет расширяться п
подниматься вверх, надувая воздушный
шарик. Когда шар целиком наполнится
горячим воздухом, выньте бутылку из
ведра, и он медленно осядет обратно па
горлышко бутылки.
42
Воздушная оболочка Земли
чрезвычайно тонка — сравнительно
тоньше, чем кожура апельсина. На
уровне моря она оказывает давление
на поверхность Земли порядка
1,03 кг/см2, но чем выше вы
поднимаетесь, тем меньше оно
становится, пока, наконец, полностью
не исчезнет в безвоздушном
пространстве. Три четверти всей
воздушной массы располагается ниже
уровня вершины горы Эверест.
Северное
полярное
сияние
(наблюдается
только в
Северном
полушарии)
Рабочая орбита корабля
«Спейс Шаттл» может
пролегать па высоте от
160 до 960 км от
поверхности Земли
Внутренний
радиационно пояс Ван
Аллена(см. с. 48)
Низкая орбита
пилотируемого
космического
корабля
---Перистые облака
— Кучевые облака
Здесь
сгорает
большая
часть
метеоров.
*10 I
км 25 км
Стратосфера
Экзосфера
1500 км
Озоновый слой
защищает нас от
опасного ультра-
фиолетового
излучения,
идущего из
космоса.
Ионосфера
отражает
радиосигналы
и возвращает
их обратно на
Землю.
Горячая
вода
▲ Вы можете осуществить и обратный
эксперимент, палив сначала в бутылку
горячую (по не кипящую) воду. Пусть
опа с минуту постоит, пока воздух
внутри не нагреется, затем вылейте
воду. Хорошенько растяните ваш
воздушный шарик, надув его пару
раз.
▲ Закрепите воздушный шарик вокруг
горлышка бутылки. По мере того как
горячий воздух в бутылке будет
остывать, оп начнет сжиматься,
создавая внутри зоку низкого
давления. Теперь атмосферное
давление снаружи становится выше,
чем в самой бутылке.
▲ Более высокое давление снаружи
заталкивает шарик внутрь бутылки.
В герметизированном космическом
корабле, наоборот, более высокое
давление внутри заставляет воздух
напирать на стенки корабля, стремясь
вырваться в открытое пространство.
Так что, для того чтобы выдержать это
давление, кораблю необходим весьма
прочный корпус-
43
На заре космической эры
ГЕРМАНИЯ
Решающие шаги, превратившие
космические полеты из мечты
в реальность, были сделаны
в 1930 — 1940 гг. в Германии.
Молодой ученый-энтузиаст
Вернер фон Браун, проведя ряд
экспериментов с жидкостными
ракетными двигателями в
Национальном обществе
космических полетов в конце
1920-х годов, решил обратиться
со своими идеями к германским
военным.
Спустя несколько лет на острове
Грайфсвальдер Ойе, в Балтийском
море у берегов Германии
(см. карту внизу), начались
секретные испытания
усовершенствованных ракет фон
Брауна. Вскоре в Пенемюнде был
создан большой
исследовательский центр, где
велись работы по созданию
боевой ракеты Фау-2.
Немецкая боевая ракета
Фау-2 была первой
крупной ракетой с
жидкостным двигателем.
В течение последнего года
второй мировой войны
немцами было выпущено
около 5500 таких ракет,
1600 из которых упали па
Антверпен, а еще 1115 —
на Великобританию.
Большая часть остальных
потерпела аварию в
воздухе.
Боеголовка Фау-2
содержала одну тонну
взрывчатого вещества
аматола. Но даже без
боеголовки Фау-2при
падении делала в
земле воропку
15 метров глубиной 11
4Ометров шириной.
Ира транспортировке не
заправленной топливом
ракеты ее удерживали
специальные скобы.
Перед запуском ее
устанавливали
вертикально па
стартовую платформу и
заправляли горючим из
железнодорожных
цистерн.
Топливный бак Фау-2 содержал
2744 л смеси этилового спирта и
воды. Бак окислителя содержал
4504л жидкого кислорода.
На полной тяге ракета поглощала
135 л горючего в секунду.
Батареи установок Фау-2
укрывались среди деревьев и
кустарников и рассредоточивались
по сельской местности, чтобы
сбить с тол ку бомбардировщики
союзников.
На стартовую позицию Фау-2
доставляли на специальном
автоприцепе (по-немецки он
назывался «майлерваген»), на нем
же осуществлялась и подготовка
ракеты к запуску.
44
▲ Скромный школьный учитель из
России Копсгантии Циолковский
теоретически обосновал возможность
космических полетов с помощью ракет.
Хотя Циолковск«1Й пи разу в жизни не
запустил пи одной ракеты, в 1903 г. он
разработал проект космического корабля
с ракетным двигателем па жидком
кислороде и жидком водороде.
▲ После второй мировой войны Вернер фон
Браун перебрался в США. Там он возглавил
группу ученых и конструкторов,
осуществившую первый успешный запуск
американского искусственного спутника
Земли «Эксплорер-!». Он же явился и
главным разработчиком ракет класса
«Сатурн», доставивших американских
астронавтов на Лупу.
А. Важнейшим шаг в развитии
ракетной техники был сделан еще в
1949 г., когда на испытательном
полигонеУайтсемдз в штате Нью-
Мексико с носа ракеты Фау-2 была
запущена маленькая ракета «WAC-
Корпорэл». Опа достигла рекордной
для того времени высоты 393 км м
скорости 8286 км/ч.
45
На околоземной орбите
4 октября 1957 г. весь мир был
потрясен запуском первого
советского искусственного
спутника Земли «Спутник-1».
Американские ученые уже давно
планировали запуск собственного
спутника к Международном
геофизическому году (1957.
Однако их первая попытка
окончилась неудачей: ракета
«Авангард» ВМС США
опрокинулась на стартовой
площадке и взорвалась.
На помощь была призвана
команда ученых фон Брауна,
работавшая на армию
(сухопутные войска) США.
Созданная ими
четырехступенчатая ракета
«Юнона-1» 1 февраля 1958 г.
вывела на околоземную орбиту
«Эксплорер-1». Началась
пресловутая космическая гонка.
A «Спутнпк-JK представлял гобой
пеболыпонЛиар диаметром 58 ем иве<ч>м
83,6 кг „Тит крупного .мужчины.
В сущности, он был не чем иным, как
орбп гальвым радио!юредатчнком
с длинными штыревыми антеннами.
Он находился на околоземной орбите
92 дни, после чего сгорел в плотных слоях
атмосферы.
«Экенлорере-1» Денисом вал Ал леном из
университет а Айовы, входил и счетчик
Гейгера, е помощью которогобылп
открыты радиационные пояса Земли
(ем. с.48). Этотспутник
просуществовал па орбите 12 лет.
Многоступенчатые ракеты
Все пилотируемые космические корабли,
изображенные па этих рисунках,
выводились па орбиту многоступенчатыми
ракетами-носителями. Каждая из таких
ракет состояла из двух или более ступеней
с ракетными двигателями, которые, по
мере того как их топливо оказывалось
израсходованным, отделялись от ракеты,
делая ее легче и экономнее с точки зрения
потребления горючего.
Па рисунке (справа) показан процесс
запуска тоемяупепчатой ракеты
«Сатурн-5».
Ракетные ступени придают полезному грузу
ускорение, необходимое для выхода на
околоземною орбиту или же для полета
в открытый космос.
Третья ступень выносит
полезный груз в
космическое пространство.
Вторая ступень выгорает и
отпадает.
--- Первая ступень выгорает и отпадает.
Момент старта.
Первая ступень
включается на
полную мощность.
«Аполлон»
«Восток»
«Джемини»
▲ Чтобы лучше понять, каким образом
спутник выходит на околоземную
орбиту, представьте себе пушку,
стреляющую с вершины высокой горы.
Пока снаряд, выпущенный из пушки,
летит от нее прочь, сила земного
притяжения постоянно давит па пего и
в конце концов заставляет его упасть
па землю.
Центробежная сила
Спутник па орбите находится под
воздействием двух взаимно
централизующих сил, которые « мнут
его в разных напри к lennax. Одной из
них является сила земного
ирн гяження, тянущая его вниз.
Другом сила, влекущая его в
открытый космос, называется
центробежной. Еевел нчина цел икни
зависит <п скорости движения
спутника.
Посколькуэти две силы в точности
уравновешивают друг друга, то
малейшее изменение одной из нпх
сорвет сну типк сего орбиты—
разумеется, если одноврсмешюне
изменится и другая.
Чем ближе к Земле находи гея
спутник, тем сил внесдейству ет на
нгтоземиоеггрптяжение. Поэтому
спутники, движущпееяпо низким
орбитам, должны обладать большей
скоростью, чемте, что ле гаютвыше,
с тем чтобы их центробежная сила
уравновешивала более мощное
। рмтяженпе Земли.
Скорости спутников
Расстояние от Земли (вкм) Орбитальная скорость (вкм/ч)
160 27 950
800 26 650
16 000 15 050
35 880 11 070
▲ Теперь предположим, что пушка
обладает достаточной мощностью,
чтобы послать снаряд на расстояние,
равное половине экватора. Однако и в
этом случае земное притяжение
воздействует на снаряд, не давая ему
улететь в космос. Он будет двигаться
по навесной траектории, пока нс
упадет па Землю.
▲ Вы можете сами изготовить модель
спутника с помощью куска пластилина,
корпуса шариковой ручки, рыболовной
лески или прочной нитки и двух скрепок
для бумаг. Разломите пластилин и
сделайте из него два шарика, один из
которых должен быть тяжелее другого в
А Для того чтобы выйти на околоземную
орбиту, снаряд должен лететь с огромной
скоростью — порядка 29 000 км/ч, при
условии, что он будет находиться на
расстоянии 100 км от земной поверхности.
Разумеется, па него по-прежнему будет
действовать притяжение Земли. 11о при
такой скорости цс1ггробежпая сила,
выталкивающая его в пространство, в
точности уравновешивает силу земного
притяжения.
А Проденьте леску через корпус ручки.
Правяжите к каждому ее концу по
скрепке и засуньте скрепки по одной в
каждый пластилиновый шарик. Теперь
возьмите корпус ручки, поверните его
вертикально к полу так, чтобы
маленький шарик оказался сверху, и
начинайте быстро вращать его но кругу.
(Пятаком расстоянии и при такой
скорости спутник с. к>вно бы зависает над
опредс.теннойточкойповерхлостя Земли.
Такая орбита называется синхронной.)
382000 3620
(Это орбита Луны.)
▲ Маленький шарик устремится глючь от
корпуса ручки, подтягивая вверх большой
шарпк. Та сила, с которой маленький
шарик натягивает леску, пытаясь
вырваться и улететь, и будет его
центробежной силой. В случае с настоящим
спутником она должна в точности
уравновешивать силу земного притяжения,
чтобы он мог оставаться на орбите.
А Теперь перестаньте вращать корпус
ручки. По мере того как движение
маленького шарика замедляется,
уменьшается и его центробежная сила,
и он постепенно возвращается обратно
к корпусу ручки — точь-в-точь как
спутник сходит с орбиты, когда
атмосферное трение замедляет его
движение.
47
Опасности космоса
Множество неприятных сюрпризов
подстерегает астронавтов в
космосе, начиная с аварий и
поломок на их кораблях до угрозы
подвергнуться смертоносному
облучению или столкнуться с
метеорными телами.
Чудовищные взрывы, постоянно
происходящие на Солнце, приводят
к выбросу в пространство потоков
радиоактивных частиц,
представляющих серьезную
опасность для жизни астронавтов.
Столь же опасны и радиационные
пояса Ван Аллена, удерживающие
подобные частицы в огромных
количествах.
Из всего этого следует, что
космические корабли должны
строиться так, чтобы надежно
обеспечивать защиту экипажа при
любых чрезвычайных
обстоятельствах.
А Магнитосферой Земли
называется часть
околоземного пространства,
занимаемая магнитным полем
пашей планеты. Солнечный
ветер постоянно воздействует
на зто поле, как бы относя
его арочь от Солнца.
В результа те магнитосфера
приобретает форму огромной
слезы, тупым концом
обращенной к Солнцу-
Заряженные частицы солнечного ветра,
попадая в магнитное поле Земли,
концентрируются во внутренних областях
магнитосферы вокруг земного -экватора.
Эти области получили название
радиационных поясов Ban Аллена в честь
их первооткрывателя.
А Как правило, космический корабль
запщщен от ударов метеорных тел
двойной обшивкой или
иротивомотсорным буфером. При
попадании какого-либо твердого тела в
корпус корабля внешняя защитная
оболочка принимает вею силу удара па
себя.
А Противомстеорная защита корабля
используется и в качестве теплозащитного
экрана, обсрегамнцего его от солнечном
радиации. Экипажу космической
орбитальной станции «Скайлэб» пришлось
прибегнуть к помощи солнечного зонта, чтобы
предотвратить перегрев стшщии, носастого
как защитный экран был сорван при запуске
«Скайлэба».
А Во время длительных космических
полетов астронавты могут спасаться
от радиации, сопутствующей
солнечным вспышкам, в специально
оборудованном штормовом отсеке. Там
они будут наделено запцпцепы
противорадиационными стенками
отсека.
48
Солнечными вспышками
энергетические выбросы,
Венера
но иногда наблюдаются серии
Солнце
прсдставляюнщс немалую
>раблей.
Меркурий
пятен. Обычно их
продолжительность ие
Солнца и часто (хотя и не
всегда) связанные
одна за другой, па протяжении
нескольких часов. При этом
Солнечным ветром называют
ноток атомных частиц,
непрерывно
устремляющийся от Солнца
во всех направлениях.
Особенно сильным
солнечный ветер становится
Солнечные пятна —• это
темные образования па
поверхности Солнца. Их
температура ниже, чем
же, как температура темных
участков костра уступает
температуре самого пламени.
Время их существования
ограничивает период, в
течение которою солнечные
пятна возникают в больших
количествах, чем обычно.
Эти частицы
перемещаются с очень
высокой скоростью,
достигающем при входе в
магнитосферу Земли почти
1000 км/с.
Как защититься от
перегрева в космосе
А В космическом пространстве
существует колоссальный перепад
температур: па солнце там убийственно
жарко, а в тени невыносимо холодно.
Чтобы астронавты соответственно не
зажарились или не замерзли, космический
корабль должен быть защищен особой
теплоизолирующей оболочкой. Для ее
изготовления используется, в частности,
полшетирол.
▲ Вы можете сами испытать полистирол
следующим образом. Соорудите ящик из
потолочной плитки, как показано на
рисунке (вы можете приобрести ее в
любом хозяйственном магазине). Затем
склюйте стенки и основание ящика
полистироловым клеем. Для опыта вам
также понадобя тся два кубика льда.
▲ «Аполлон-13* был серьезно поврежден
произошедшим на борту взрывом, когда он
находился на расстоянии 330 000 км от
Земли. Служба управления полетом спешно
разработала для него обратный маршрут и
передала необходимые инструкции по
радио. В итоге астронавтам удалось
благополучно вернуться на Землю.
▲ Космический корабль, нс
защищенный от воздушного трения,
неминуемо сгорел бы при входе
в земную атмосферу на скорости до
40 000 км/ч. Чтобы этого нс
произошло, космические корабли
снабжены толстыми тепловыми
экранами.
А Поместите один из кубиков в
ящик и накройте его крышкой.
Второй кубик оставьте па столе.
Теперь подождите, пока они
растают. Вскоре вы обнаружите,
что изолированный кубик тает
гораздо медленнее, поскольку его
защищает полистирол.
49
Во что одеваются астронавты
Аварийный запас кислорода
Рация
LO
^4sS''JWE^
'&S-9MIN.
Радиоантенна
Застежка
Лунный
ботинок
Встроенным
в скафандр
манометр
Человек не может покинуть
космический корабль без
специального защитного скафандра.
Внутри такого скафандра астронавт
оказывается в искусственной
атмосфере, снабжающей его
кислородом для дыхания и
поддерживающей необходимое
давление. Без этого астронавт не
Ж ожил бы и нескольких секунд.
_ нный скафандр «Аполлона»
(справа) содержал запас кислорода
в специальном ранце; с его помощью
внутри скафандра поддерживалось
давление в 0,27 кг/см2.
Хотя этот скафандр и выглядел весьма
громоздким, в нем тем не менее
можно было достаточно свободно
ходить, прыгать и нагибаться.
Под скафандр астронавт надевал
охлаждающий костюм
с пластмассовыми трубками, по
которым циркулировала вода.
▲ Уил и Пост, который в 1933 г. слал
первым человеком, совершившим
одиночный кругосветный перелет, был
также и создателем первою в мире
высотною костюма. Его спонсор—
компания «Локхид Эркрафт»
воспользовалась этим опытом для
создания экспериментальною самолета
с герметической кабиной.
▲ Первый лунный скафандр был
спроектирован Гарри Россом из Британского
Межпланетного общества в 1948 г. Он включал
в себя ранец с кислородным запасом, гибкие
сочленения и башмаки па толстой подошве.
Сзади на исю набрасывался специальный
плащ, покрытый слоем серебра, который
предназначался для стабилизации
температурного режима скафандра.
Фибергласовый
ранец,
содержащий
системы
подачи воздуха
и охлаждения
Дымчатый
пластмассовый
козырек,
защищающий
глаза от
солнечною
света
Блок
явления
ранцевыми
системами
Нижняя
одежда с
ВОДЯНЫМ
охлаждением
Кармашек для
образцов
лунных пород
Внешний
скафандр,
защищающим
астронавта от
ударов любых
мелких
метеорных тел
50
Первые космические
полеты
А
I. Л4/Фау-2 (1942)
2. «Спутник» (1957)
3. «Авангард* (1958)
4. «Юнона-Ь (1958)
5. «Восток* (1961)*
А
11
Европа
* Год первого
пилотируемого полета
6. «Меркурий-Атлас» (1962)*
7. «Джемиии-Титан-2» (1965)’
8. «Союз» (1967)*
9. «Сатурп-1В» (1968)*
10. «Сатурн-5» (1968)*
11. «Ариан» (1979)
12. «Спенс Шаттл» (1981 )*
Все эти ракеты изображены в
одном масштабе, так что вам
несложно будет сравнить их
размеры.
как видите, Советский Союз
начал осваивать космическое
пространство, запуская первые
спутники с помощью большой
боевой ракеты (2), в то время как
американцы использовали
крохотные ракеты-носители
«Авангард» (3) и «Юнона-1» (4).
Ну а теперь сопоставьте эти
первые носители с громадной
ракетой «Сатурн-5» (10), которую
американцы построили спустя
несколько лет для отправки
первых астронавтов на Луну.
12
Небесные слуги
2 «МАРОТС»
Экспериментальный
морской орбитальный
спутник
Ежедневно и ежечасно
искусственные спутники Земли
трудятся ради улучшения жизни
человечества. Они помогают нам
следить за изменениями погоды и
зарождением бурь, обнаруживать
залежи полезных ископаемых,
месторождения нефти и природного
газа. Они следят за военными
объектами и не позволяют нарушать
достигнутые договоренности в
области вооружений.
Другие спутники образуют
всемирную коммуникационную
сеть. Ежегодно через них
передаются миллионы
международных телефонных
звонков и ретранслируется
огромное количество
телевизионных программ и
компьютерной информации во все
страны света.
газореактивную систему
управления и совмещенные
радиоприемник и
радиопередатчик, так
называемый импульсный
приемопередатчик.
Оборудование «Ландсата* позволяет
детально картографировать более
161 миллиона квадратных километров
земной поверхности в неделю.
«ЛАНДСАТ»
Параболический
отражатель
радиоантенны
Спутник для изучения
природных ресурсов Земли
Центральная часть
корпуса спутника
содержит
электронное
оборудованиеи
газореактивную
систему
управления,
позволяющие
удерживать его на
стабильном орбите.
«Крылья бабочки* —
солнечные панели,
обращенные в открытый
космос. Они
вырабатывают
электроэнергию для
спутниковых систем,
преобразуя поглощаемую
ими энергию Солнца.
▲ Такне спутники, помимо
поисков месторождений
полезных ископаемых,
также следят за степенью
загрязненности окружающей
среды и предупреждают
о засухе, наводнениях
и лесных пожарах.
Псредшаемыс ими на
Землю фотоснимки находят
самое широкое применение —
к примеру, по ним можно
определить состояние посевов
зерновых культур.
Зараженные посевы окрашены
на снимке темно-синим
цветом, здоровые — розовым
или красным.
▲ Спутники обеспечивают
бесперебойную связь
большинства крупных судов и
множества малых с землей в
любое время суток, а также
незамедлительно передают
сигналы бедствия.
Специальные навигационные
спутники служат
своеобразными
«радиозвездами*, по которым
суда могут безошибочно
ориентироваться в любую
погоду, и к тому же помогают
следить за реактивными
самолетами во время их
перелетов на дальние
расстояния.
52
Крылообразные солнечные
Хрупкие приборы
покрываются
золотой фольгой
(называемой
«майлар») — защита
отгорячих солнечных
лучей.
«Интелсат-4А»
Антенная система для'
. цяетрапсляции
радиосигналов между
морскими судами и
береговыми станциями
Спутник связи
Направлешпяе
ретранслируют
принимаемые от
наземных станций
сигналы обратно
па Землю.
Поверхпость
спутника покрыта
солнечной батар(
АТС-6
Изогнутые солнечные
панели, установленные па
стрелах, вырабатывают
электроэнергию.
Образовательный
спутник
Цилиндрический
корпус содержит
импульсный
приемопередатчик,
газоре активную
систему управления
Дисковая параболическая
антенна диаметром в девять
метров раскрывается в космосе,
подобно огромному зонту.
ракетный двигатель,
предпаз|шче1П1ый
корректирования
орбиты спутника.
Для придания спутнику
устойчивости этот цилиндр
постоянно вращается, как
волчок.
4 Спутники связи
▲ Спутники могут
применяться для
обучения населения
отдалс!П1ых и
труднодоступных
районов.
Мощпый спутник,
зависший в 35 880 км над
Восточной Африкой, одно
время использовался для
ретрансляции
образовательных программ,
передаваемых из Ахмадабада,
на 5000 небольших городов и
селений Индии. Каждый
зритель должен иметь
собствеш1ую дисковую
антенну н телевизор.
А Дисковые антенны,
устанавливаемые на крышах
домов, обращены к
спутникам па особой орбите,
удаленной от Земли па
35 880 км; находясь па пей,
спутник движется с той же
скоростью, с какой врапщется
Земля, так что с Земли
кажется, будто он
неподвижно завис к небе.
Этиспутники
ретранслируют теле- и
радиопрограммы по
всему миру- С этой же
орбиты спутники
передают и телефонные
звонки.
53
«Спейс Шаттл-1»: как он устроен
2
4
__
3
Стартовые ускорители спускаются на
парашютах и приводняются н океане,
откуда их вылавливают и затем
используют повторно. Их подбирает в
океане специальное поисковое судно.
Твердотопливные
ускорители (в них, как и
в обычных фейерверках,
используется твердое
топливо, потому они так
и называются)
отбрасываются на высоте
43 км.
Здесь изображен рядовой
старт «Шаттла» с мыса
Канаверал во Флориде.
Три двигателя орбитальной
ступени и оба стартовых
ракетных ускорителя
включаются одновременно,
разгоняя корабль до скорости
в 1,4 км/с.
__стартовом отрезке и во время подъема
корабль расходует свыше 700 000 кг жидкого
водорода и жидкого кислорода,
содержащихся во внешнем баке горючего.
Непосредственно перед выходом орбитальной
ступени на орбиту внешний бак также
отбрасывается. Как правило, он сгорает в
атмосфере, но некоторые обломки могут
упасть в море.
Основной идеей разработчиков
«Спейс Шаттла» было радикальное
сокращение стоимости космических
полетов путем их приближения по
технологии к обычным авиарейсам.
В отличие от прежних ракет-
носителей, разрушавшихся сразу
после взлета, основные элементы
конструкции «Шаттла» —
орбитальная ступень, или
космоплан, и ракетные ускорители
— предназначены для многократного
использования.
Экипаж корабля состоит из первого
и второго пилотов, а также одного
или нескольких специалистов-
исследователей. Когда на его борту
находится рассчитанная на четырех
человек европейская космическая
лаборатория «Спейслэб» (см. с. 56),
орбитальная ступень превращается
в миниатюрную космическую
станцию.
-| Постройте ваш
собственный планер
«Спейс Шаттл»
▲ Эта модель представляет собой
to4hj ю копию космоплана «Шаттл» в
масштабе 1:200. Скопируйте ее со
схемы на с. 55. Вы можете изготовить
ее из плотной бумаги, скрепляя
отдельные детали клейкой лентой.
Соберите
модель таким
образом.
▲ После того как вы скрепили
все четыре детали модели,
утяжелите се двумя-тремя
скрепками для бумаг.
Прикрепите их к носу планера
прямо над крыльями.
3
Аэробус «А300»
Склейте
лентой обе
половины над и
под крылом.
От носа внешнего топливного бака до
копчика хвоста орбитальной ступени
длина «Шаттла» приблизительно равна
длине реактивного авиалайнера
«А300».
Приклейте их на
соответствующие
места.
ивь
Обратите
- • внимание на
угол.
А Теперь испытайте вашу модель.
По прежде убедитесь, что фюзеляж
и крылья расположены под
правильным углом друг к другу.
Загните вншшгае элевоны под
углом, указанным на рисунке.
54
5
6
Космоплан выходит па орбиту
с помощью своих маленьких
маневровых двигателей.
Оп может оставаться на
околоземной орбите а течение
7—30 суток, двигаясь па высоте
185 км со скоростью 28 300 км/ч.
Технические параметры «Шаттла»
Общая длина па старте — 56,1 м
Общая длила па орбите — 34,1 м
Через раздвигающиеся дверцы
грузового отсека па орбиту
выводится полезный груз
орбитальной ступени — спутники
с присоединенными к ним
ракетными двигателями.
В орбитальной ступени может
также размещаться и европейская
космическая лаборатория
«Спейслэб», которая навеем
протяжении полета остается
в грузовом отсеке.
Орбитальная ступень
приземляется со скоростью
346 км/ч на
4,6-километровую взлетно-
посадочную полосу. После
соответствующей подготовки
она может отправляться в
новый полет с новой полезной
нагрузкой уже через две
недели.
Размах крыльев орбитальном ступени —
23,8 м
Максимальная полезная нагрузка —•
29,5 т
Стартовый вес — 1990 т
Орбитальная ступень сходит с
орбиты с помощью тормозных
ракет. Пра спуске отдельные
части корабля раскаляются
докрасна от атмосферного
трения. Космоплап защищен от
пего прочным теплоизолирующим
покрытием.
Космоплап планирует к
авиабазе на скорости
примерно 550 км/ч.
55
«Спейс Шаттл-2»: «рабочая лошадка» на орбите
«Спейс Шаттл» широко
используется в коммерческих,
научных и военных целях.
Он может доставлять на орбиту,
ремонтировать и снимать с
орбиты любые спутники, к тому
же он способен за один полет
проделать несколько различных
операций.
Хотя большую часть его полезной
нагрузки составляют беспилотные
космические аппараты, грузовой
отсек «Шаттла» достаточно
вместителен, чтобы там могла
Все системы корабля
управляются
компьютером фирмы
МБМ. Пвлот большую
часть времени
выступает в роли
контролера.
Кабина экипажа вмещает всех находящихся
на борту: командира корабля, пилота и
одною или нескольких специалистов-
исследователей.
Носовой футляр
защищает пос корабля
от температуры порядка
1260 “С, возникающей
нра вхождении в
плотные слон
Эффект кирпичной
кладки вызывается
ТСНЛОИЗОЛИруЮНЩМИ
плитками,
образующими
внеш пою оболочку
орбитальной ступени.
размещаться и «населенная»
европейская космическая
лаборатория «Спейслэб».
«Спейслэб» способна доставлять на
орбиту ученых разных стран.
В отличие от прежних орбитальных
станций, постоянно находившихся
на околоземной орбите,
«Спейслэб» будет возвращаться на
Землю после каждого полета.
«Шаттл» призван также сыграть
ключевую роль и в сооружении
на орбите постоянно действующей
космической станции «Фридом».
Этот люк ведет в жилой отсек,
расположс1шый в средней секции корабля, и
в кабину экипажа. Средняя секция состоит из
четырех спальных отделений (члены экипажа
спят по очереди ), туалета и душевых
помещений, а также камбуза со съест!нами
припасами и питьевой водой.
▲ Астронавты, вынужденные покинуть
поврежденный ♦космический челнок»,
будут переправляться в безопасное место в
сконструированной ПАСА
85-сап гиметуовом индивидуальной
спасательной камере.
Полностью герметизированный ♦Спейслэб»
насчитывает 4,17 м в диаметре — вполне
достаточно для того, чтобы четыре
человека могли работать там со всеми
удобствами. Эта лаборатория позволяет
ученым проводить исследования па орбите
в условиях невесомости.
▲ Обычно члены экипажа
космического корабля при выходе
в открытым космос остаются
прочно привязанными к своему
♦дому». В 1984 г. один из
астронавтов ♦Шаттла» —
Брюс Маккепдлссс совершил
первую в истории свободную
♦прогулку» в космосе с помощью
пилотируемого маневренного
устройства, называемого также
♦летающим креслом».
▲ Среди многочисленных
функции ♦Шаттла» важное
место занимают ремонт и
возвращение на Землю
спутников. Паэтом рисунке
видно, как двое астронавтов
осматривают спутник связи,
с которым сблизилась
орбитальная ступень. Одни из
них привязан к длинной
механическом руке-роботу,
установленном па «Шаттле».
56
Плита, на
которой
монтируется
научное
оборудование
База ВВС
Ванденберг
артовые площадки
я запуска «Шаттла»
Космический
центр
Кеннеди
▲ С космодрома Кеннеди осуществляются
запуски на экваториальную орбиту. С базы
Ванденберг стартуют несколько экспедиций
«Шаттлов*, направляющихся на полярную
орбиту.
Ведущие (передние) кромки
крыльев спроектированы так
чтобы они могли выдерживать
температуру порядка 1570 °C
при входе в плотные слои
земной атмосферы.
Эта микроволновая
радио, юкацнонная
антенна, применяемая
для изучения ионосферы
(см. с*. 43),
представляетсобой.пни
одну из разновидностей^
научногооборудован!
еоставляющегопо.ю
нагрузку
of)6iiTa.ii>Hoii
ступени.
J (ваорбптальиых
маневровых, догате. ш -—
по о, гному с каждой
стороны хвоста—
совместно развиваюттягх
до 2722 кг. Опп
п рпмс! । ял >тся для выво, га
коемои лапа наорбп ту,
маневрирования па ней
и,наконец,
для схода
корабля
сорбиты.
Главное шасси
убиростся в
специальное отделение
внутри крыла.
Три основных ракетных двигателя,
каждый из которых создаст тягу до
213 190 кг. Они работают в течение
восьми минут после старта и могут
быть попользованы до 55 раз без
капитального ремонта.
▲ Механическая рука?
робот «Шаттла* состоит из
трех секций с общим
радиусом действия до
15 м. Она способна
разместить весь полезный
груз весом свыше 29 т па
орбите с точностью до пяти
сантиметров. Управлять ею
может либо компьютер, либо
инженер-оператор, либооба
совместно.
▲ При старте три основных
двигателя орбитальной
ступени «Шаттла» и два
твердотопливных
ускорителя включаются
одновременно, создавая тягу
свыше 3000 т. Ускорители
выгорают спустя две минуты
после старта, а основные
двигатели продолжают
работать в течение еще шести
минут.
57
В глубины космоса
Возможно, космонавты в нынешнем
столетии и не продвинутся в космос
дальше Луны, однако автоматические
межпланетные станции расширяют
наши познания о других планетах
с поистине невероятными темпами.
Они не только гораздо дешевле, чем
пилотируемые корабли, но обладают
тем несомненным преимуществом,
что в случае поломки могут просто-
напросто затеряться в космическом
пространстве, не причиняя никаких
дальнейших хлопот.
До Луны мы можем долететь за
каких-нибудь трое суток, но полеты
к другим планетам представляют
собой куда более сложную задачу.
Межпланетный космический корабль
должен обращаться вокруг Солнца,
как и любое другое тело Солнечной
системы. Его запуск может быть
осуществлен только в определенный
период времени, когда сами планеты
находятся в нужных точках своих
орбит. Наконец, экспедиции такого
рода займут многие месяцы и даже
годы.
Плутона, уже посещались автоматическими
станциями, или зондами. В 1962 г.
американская межпланетная станция
«Маринср~2» впервые пролетела мимо
Венеры. «Марипср-Э» первым вышел на
марсианскую орбиту, а в 1974 г. «Маринер-10»
пролетел поблизости от Меркурия, после того
«Вояджер-1» и «Вояджср-2», направляясь
к Сатурну, пролетели рядом е Юпитером,
а «Вояджср-2» в дальнейшем прошел
вблизи Урана и Нептуна. Сейчас оба
«Вояджера» уже покинули Солнечную
систему, подобно тому как это сделали до
них станции «Пиопер^-10» и «Пиопер-11».
▲ Фотоснимки поверхности Меркурия,
сделанные космическим зондом, открыли
нам пустынный мир кратеров, гор
долин, очень похожий па лунные пейзажи.
Эта планета диаметром в 4878 км
вращается очень медленно. Днем там
неимоверное пекло, а ночью жуткий
мороз.
▲ Перед тем как выйти па орбиту Вейеры
в 1975 г., советские межпланетные
станции «Венера-9» и «Вейера-10»
направили в се плотную атмосферу из
углекислого газа спускаемые аппараты.
Каждый из них передал па Землю
панорамное телсвизишшое изображение
поверхности планеты. 11а одном видны
остроконечные скалы, недругом (вверху)
пейзаж скал, похожих на огромные блины.
Температура па поверхности Венеры
оказалась намного выше температуры
плавления свинца, а атмосферное давлшше
в 90—100 раз превышает земное.
▲ Сатурн и его кольца,
сфотографированные «Вояджерами».
С Земли эти кольца кажутся широкими
лентами, но с близкого расстояния
хорошо видно, что они состоят из тысяч
узких колечек. Вокруг планеты
вращаются тучи скалистых обломков,
покрытых вечным льдом.
А Когда «Вояджеры» пролетали мимо
Юпитера, им удалось запечатлеть
захватывающую дух панораму облачного
покрова этой гигантском планеты. Они
сфотографировали так называемое
Большое красное пятно, чудовищным
атмосферный вихрь размером больше
пвшей Земли, замечеш1ый астрономами
еще в XVII в.
▲ Станция «Вояджер» обнаружила па
горизонте Ио, ближайшего к Юпитеру из
четырех его кругшейшнх спутников,
действующий вулкан. Мощное
гравитационное ноле Юпитера постоянно
воздействует па этот крохотный мир, то
сжимая его, то растягивая, в результате
спутник нагревается, и в его недрах
пробуждается вулканическая активность.
58
Ч Иа диаграмме (слева) изображены
Земля и Луна в одном масштабе
е Марсом и двумя его крохотными
спутниками — Фобосом и Деймосом.
Фотокамеры космических зондов
«Маринер* и «Викинг* запечатлели на
поверхности Мареа горы, каньоны и
какие-то странные полосы, похожие на
русла высохших реа.
▲ Олимпус Мопс (вверху), древний
вулкан высотой 24 км, является
высочайшей из известных нам горных
вершин Солнечном системы. В 1976 г. на
Марсе приземлились две автоматические
ста]щии «Викинг*; опи проанализировали
состав почвы и провели метеоролотмческне
наблюдения. Никаких признаков жизни
им обнаружить не удалось.
45V
OU
60
T
§
К
45
°
-150
Полет «Галилея» к Юпитеру
Зонд
«Галилея*
Вначале автоматическая станция
«Галилеи» сделала крюк в сторону Солнца,
пройдя поблизости от Венеры,
гравитационное поле которой придалоей
дополнительное ускорение. Затем
«Г алмлей» еще раз пролетел мимо Земли,
еще больше увеличив свою скорость. В
середине 90~х годов он достиг Юпитера
после шестилет'него полета. За пять
месяцев до этого оп послал вперед
космический зонд, который сошел в
атмосферуЮшггсра. Он просуществовал
там в течение часа, до того как был
раздавлен атмосферным дав. «енпем.
В это время основная станция занялась
облетом спутников Юпитера, включая
знакомство с красным миром Ио ( внизу).
Отделение
теплового
^7 якрапа
Передача
— информации
орбитальным
аппарат
На колесах по чужому миру
Когда астронавты в конце концов высадятся на Марсе, им,
естественно, захочется продвинуться в глубь планеты дальше, чем
это можно сделать пешком. Значит, для поисков минералов, а
также льда или зон вечной мерзлоты, которые могли бы послужить
источником воды и кислорода, им понадобится транспортное
средство.
Будущий «марсианский вездеход», скорее всего,
будет очень похож на тот, что изображен на этом
рисунке, представляющем собой модификацию , >
лунного вездехода («Мун Ровер»), который уже был
с успехом использован во время лунных
экспедиций. Он оснащен герметизированной Л-
кабиной и научной лабораторией, а
электродвигателем, работающим на
подзаряжающихся
аккумуляторных батарея -
1 Постройте
«марсианский
вездеход»
Крышка
также j
Бутылка us-под моющей
жидкости
Шарике
дырочкой
Два марсианских
экспедиционных модуля
( МЭМ), каждый из которы
вмещает в себя троих
астронавтов и половину
♦Марс Ровера*.
Прицеп содержит _ - -
элементы питания,
аккумуляторные батареи
и отсек для хранения
образцов горных пород и
инструментов.
Телевизионная
камера
Ml
Герметизированная
кабина
60
Гибкие колеса усеяны
металлическими бляхами для
улучшения сцепления. Во втулке
каждого колеса установлен
электромотор, работающий от
батарей прицепа.
▲ Вам понадобятся две пластиковые
бутылки, лист картона, немного
пенопласта, спичка, резиновая тесьма,
кусок толстой проволоки, пустой корпус
шариковой ручки и четыре шарика
с дырочками (вродебусин).
Загните
проволоку под
прямыми углами.
Шарик
Шарик
▲ Туго натяните резинку и проденьте
свободный конец проволоки сквозь
крышку, а сверху насадите на ироволомсу
один из шариков. Прикрутите крышку к
горлышку бутылки. Придайте проволоке
форму, изображенную на рисунке, и
насадите на свободный конец второй
шарик.
9 Полевые испытания
▲ Теперь снимите корпус и проверните
проволоку, продетую через ведущее
колесо, примерно раз пятьдесят. Затем
верните корпус па место и приступите к
испытаниям вашего вездехода. Если оп
пробуксовывает, можете прилепить
вокруг ведущего колеса два обода из
пенопласта.
▲ Проделайте дырку точно в центре
донышка одной из бутылок. Отвинтите
крышку. Если на ней сеть стопор,
отрежьте его. Подберите резиновую
тесьму длиной примерно в две трети
бутылки.
А С помощью спички протолкните
резиновую тесьму в дырку. Когда она
почти целиком окажется внутри
бутылки, вставьте спичку в оставшуюся
снаружи пегельку. Прикрепитеспичку
клейкой лентой к донышку'бутылки.
А С помощью кусачек отрежьте кусок
проволоки длиной примерно в полторы
бутылки и загните один из концов так,
чтобы получился крючок. Просуньте этот
крючок через горлышко бутылки и
зацепите им свободный конец резннкн.
6 Изготовление корпуса
▲ Теперь изготовьте корпус вездехода
из второй пластиковой бутылки,
вырезав в се стенке круглое
отверстие, в которое может пролезть
первая бутылка (см. выше).
Проделайте дырки для задней оси и
проденьте через них корпус
шариковой ручки.
А Изготовьте задние колеса, каждое из двух
одинаковыхкартонныхдисков, приклеенных
с двух сторон к маленькому кубику из
пенопласта. Проделайте сквозную дырку
через центр колеса. Прикрепите оба колеса к
корпусусгюлющыопрово.токи, продетой через
корпус ручки, как показанонарнсунке-
А Вставьте ведущее колесо в корпус
таким образом, чтобы наружный шарик
оказался примерно посередине между
нередкими и задними колесами.
Установите на ♦крыше» вашего
♦марсианского вездехода» модели
телевизионной камеры и радиоантенны,
вырсза1шыс из картона.
10 Полоса препятствий для «марсианского вездехода»
А Вы обнаружите, что ваш вездеход
движется по разным видам покрытии
с различным успехом. К примеру,
широкое ведущее колесо хорошо
проявляет себя на гладком полу, по нс
на ковре. Так что испытайте его на
полосе препятствии типа
изображенной на рисунке вверху.
Чтобы ваш вездеход лучше двигался по
неровной поверхности, можете насадить
на его колеса большие картонные диски.
Для этого вырежьте два таких диска и
проделайте в их центре отверстия
диаметром е вашу бутылву. Затем
насадите их па ee/iymee колесо, ио
одному с каждом стороны корпуса.
Теперь вырежьте еще два диска,
проделайте в их центре маленькие
дырочки и прикрепите их к концам
проволоки, продетой через задние колеса,
с помощью кусачек.
Орбитальные космические
станции
Космические заводы кажутся нам
сегодня научной фантастикой.
Однако в космосе уже были
получены новые сплавы и почти
идеальные кристаллы, которые
можно производить только в
делает 3,5 оборота bo-.’руг
своей оси в г- угу, чтобы
воспроизводись на борту зсе-иое
Орб]цал^ ая стууець
♦Сгсйс Шаттла»
доставляет «а станцию
c3c»«i.f все ьсобходи «е
Лифт
мелду
Эта орбитальная космическая
станция начала XXI в. постоянно
вращается вокруг своей оси,
создавая тем самым искусственное
гравитационное поле в жилых
отсеках. При этом в центре
управления, который не
вращается, люди находятся в
В Соединенных Штатах уже
разработан проект долговременной
космической станции, которая
будет собираться прямо на орбите
из отдельных модулей,
доставляемых на нее «Шаттлами».
Эиии .ж сти .цидвз
50 че^ -чек ходит по
BcpTiiftajibUb ictci -
Изготовьте собственную вращающуюся космическую
удерживаемый
центробежной i
станцию
Стрела из толстого
картона 54x3 см
Оставьте
проволоку
изогнутой.
Прикрепите к
корпусу
стабилизаторы.
Прочно
Прикрепите
проволоку
Отверстие в
центре
Кубики из пенопласта
толщиной 2 см.
Космическая станция работаетпо тому ж
принципу, что и «марсианский вездеход»
(см. с. 60). Можете, ее. ш хотите,
использовать для нее ведущее колеео
вездехода. Прикрепите к корпусу
картонные стабилизаторы, чтобы еделап
вашусганц11юболееу<*тойчпвой.
Вырежьте из толстого картона полосу ii.ti i
стрелу указанных выше размеров.
Приделайте отверетнеточно в ее центре.
П рнклейте к обоим концам два кубика из
рису нке. В центре каждого кубика
проделайте по маленькой дырочке.
Разогните толстую проволоку и
просуньте ее свободный конец через
отверстие в центре стрелы. Затем
снова загните его и прочно прикрепите
клейкой лентой к стреле. Поверните
стрелу несколько раз, дабы убедиться,
что ваша станция свободно
Центробежная
Поместите
ползун точно
в центр
стрелы.
Игрушечный
астронавт
Вырежьте из почтовой открыткн ползун
указанных выше размеров. Загните его
краякннзу. Прокрутитестрелуи
помеет и ге i юлзун в сам ып ее центр. Да йте
стреле свободно вращаться. Ползун будет
Повторите опыт, чутьсмеетив ползун от
центра стрелы. Ио мерс ее вращения он
бу дет по< тепен но отодвигаться от
центральногоотверстия. Сила,
i центробежной.
Еще раз прокрутите стрелу. На сей
раз поместите в один из сосудов
пластмассовую фигурку астронавта,
уравновесив второй сосуд с помощью
пластилина. Позвольте стреле плавно
ускориться, как в пункте 6.
62
Специальная
конструкция,
приезроешгая
к оконечности
сташщи,
поддерживает
силовую. установку.
Ядерный реактор
в защитном
контейнере
снабжает
станцию
электр оэпергией.
Часть центральной секции
• корпуса остается
неподвижной, чтобы
прибываюнще на станцию
космические корабли могли
свободно и без риска с ней
сосгыковаться. В этой ясс
части сташщи располагаются
промышленные цеха2
работающие в условиях
* невесомости.
Стыковочный узел
Просуньте
проволоку через
дырочки.
Прокрутите
пятьдес
6 СМ
1
Проделайте
дырочки в
стенках сосудов.
Отрежьте нижние части у двух пустых
пластиковых бутылок — лучше всего
прозрачных. Проделайте в каждой из
них две маленькие дырочки, как
показано па расупкс. Отрежьте два
куска проволоки длиной примерно в
полторы ширины ваших сосудов.
Чтобы прикрепить ваши сосуды к
кубнкам из пеноп-таеча, проденьте куски
проволоки через дырочки так, как это
изображено на рисунке. Затсмзагнмте
их концы кверху над краями сосудов.
Убедитесь, что сосуды могут свободно
раскачиваться.
Прочно
- —прюкимейте
— к столу.
Пришло время испытать вашу
станцию. Прокрутите стрелу, затем
прижмите палец к ее центру в
качестве тормоза. Твердо
удерживая корпус, осторожно
уберите палец. Стрела должна
плавно ускориться.
Вода в
сосуде
Астронавт в
остаться на ногах.
По мере того как стрела будет
ускоряться, сосуд станет отклоняться
наружу. Одпако благодаря действию
центробежной силы ваш астронавт
будет удерживаться па йогах — точно
так же, как и настоящие астронавты
па космической станции,
“ вверху.
изображенной i
Вода
Вы можете прбделать тот же трюк
практически с чем угодно.
Например, с водой. Наполните сю
оба сосуда примерно наполовину.
Убедитесь, что оии не протекают.
Позаботьтесь о том, чтобы стрела
ускорялась плавно, а ис рывками.
Если космические станции не
вращаются, то на них нс существует
силы, способной удерживать предметы
внизу. Они свободно плавают в
воздухе, лишившись собственного веса.
Но на вращающемся станции
астронавты смогут даже принимать
ватту.
Лунная база
I по поверхности Луны,
Земля
Место-
лунной базы
Посадочные
площадки
«Аполлона» J
Проволочные колеся
с матерчатым
покрытием
Koi ггей перс
лунными
минералами
Грузовые
контейнеры,
запускаемые с
Лупы па
околоземную
орбиту
преобразующие солнечное тепло
в электроэнергию.
Вот так может выглядеть
космическая граница
человечества уже при вашей
жизни. Вслед за лунной базой
наступит очередь других планет,
а затем, возможно, и звезд.
▲ К настоящему времени па Луне
побывали двенадцать человек — по двое
из экипажей «Аполлонов» 11-го, 12-го
и с 14-го по 17-й (полет «Аполлона-13»
завершился неудачей). Последняя лунная
экспедиция состоялась в декабре
1972 г- Па данный момент новых
экспедиций нс планируется.
Когда астронавты вновь полетят
на Луну, они отправятся туда,
чтобы основать там лунную
колонию, или базу. Возможным
местом разработок залежей
полезных ископаемых на Луне
может стать территория в
окрестностях Гор Лейбница
(см. карту внизу).
Ученые и лунные рудокопы
будут жить и работать внутри
специальных герметизированных
помещений. Там будут
солнечные печи для плавки
лунной руды и фермы из
Гидропоническим купол. Под
выращивают свежие овощи,
используя вместо почвы
спепиалыь «• жи кость.
Солнце
Что будет на лунной базе
1. Лунные купола, вмещающие
жилые помещения, офисы и
административный центр. Большей
частью эти купола вкопаны в
лу ппый грунт, дабы надежнее
защитить их обитателей07'
солнечногозиоя и метеорных тел.
2. Радиолокационные и
радиол! |тенн ы.
3. Главный центр управления и связи
поддерживает постоянный контакте
Землей и грузовыми космическими
кораблями. При переговорах с
Землей звук доходит с трехсекунд ной
задержкой из-за громадного
расстояния, разде. шинного
соб<чч'дипков.
4. <1уппыс челноки» курсируют
меяод лунной базой и грузовыми
кораблями, находящимися на
окололунной орбите.
5. Ферма и» солнечных элементов.
Солнечные панели все время
поворачиваются, чтобы всегда бы п.
обращенными к Солнцу.
6. Аффинажный завод, на котором
нз л \иных пород извлекают различные
иолезпыежтсмепты (кислород,
кальцин. алюминий ит.д.).
7. Буровая скважина па горном
склоне, ведущая к месту залегания
полезных ископаемых.
8. Подвесной канатный транспортер,
по которому добытая руда
переправляется нз рудников в
екяадскуюмону.
9. Астронавты-геологи берут образцы
гру н та е ще не ос вое и юн луп ной
территории.
10. Передвижная лаборатория на
луноходе.
II. Сигнальные огни, служащие для
ориентации космических кораблей при
взлете или посадке,
12. Э. юктромагш ггная ката ну. ьта.
запускающая лунные ipy зы в
специальных контейнерах с
компьютерным у правлением в
направлении космического завода на
околоземной орбите, (’тортовая
скорость при запуске превышает
2400 м/с.
Звездные войны
Первое сражение будущей войны
вполне может развернуться в космосе.
Здесь показано, как МБР
( межконтинентальные баллистические
ракеты), снабженные ядерными
боеголовками (I) перехватываются в
полете спутниками, противоракетами
(2) и прочими космическими
средствами противоракетной обороны.
В момент осуществления массового
запуска МБР вспышки их ракетных
двигателей фиксируются
находящимися на околоземной орбите
спутниками раннего обнаружения (3),
которые тут же передают эту
информацию наземным службам
контроля (4) через спутники связи
(5). Обороняющаяся сторона
располагает (“.читанными минутами для
того, чтобы поршлшь выпущенные
ракеты, .прежде чем от них отделятся
раздсляЮ1цисея боеголовки.
Некоторые из орбитальных боевых
станции (6) уничтожают ракеты с
помощью интенсивных лазерных
лучей, то есть направленного
инфракрасного (теплового)
излучения, которое концентрируется в
пучок вращающимися дискообразными
зеркалами. Другие выпускают пучки
быстрых заряженных частиц (7).
Лазерные лучи наземных станций (8)
улавливаются орбитальными
зеркалами и отражаются от них,
поражая неприятельские ракеты;
зеркала стремительно
поворачиваются, атакуя одну ракету
за другой. Однако всем этим
устройствам одновременно приходится
вести борьбу с вражешсими АСАТами
(противоспутниковыми космическими
аппаратами) (10).
Следующую линию обороны
составляют ракеты, запускаемые
с Земли. С подводных лодок по ракетам
противника ведут огонь лазерные
рентгеновские установки (II),
преобразующие энергию небольших
ядерных взрывов в пучки
рентгеновских лучей, способных
одновременно поражать множество
целей. Наземные противоракеты
пытаются добить уцелевшие
боеголовки за мгновение до их
детонации.
Программа по созданию этой сложной
и дорогостоящей противоракетной
системы, принятая в Соединенных
Штатах, получила название СОИ
( Стратегическая оборонная
инициатива). В процессе реализации
программы СОИ уже удалось создать
весьма эффективную противоракету
♦Патриот*. В будущем эта программа
может быть возобновлена в случае
нового ухудшения отношений мещду
сверхдержавами либо расширения
числа стран, способных осуществить
запуск ракет с ядерными
боеголовками.
Любопытные
факты
Пожалуй, самая удивительная
черта космической эры
заключается в той невероятной
скорости, с какой она наступила.
Между первым запуском Фау-2 и
посадкой пилотируемого
космического корабля на Луну
прошло всего-навсего 27 лет.
Почти столь же стремительно
расширялись и наши знания о
космическом пространстве. Ниже
приводятся лишь некоторые
примечательные факты, события
и теории этих бурных лет,
наполненных поразительными
открытиями.
Поскольку па Луне нет ни ветра, пн
дождей, способных уничтожить следы,
оставленные на ее поверхности
астронавтами ♦Аполлонов*, то они,
если ис произойдет ничего
чрезвычайного, сохранятся на многие
миллионы лет.
Первое, что бросается в глаза при
наблюдении за Землей из космоса, это
се облачный покров. Космический
визитер со зрением, аналогичным
человеческому, не смог бы заметить ни
малейших признаков жизни на нашей
планете, пока нс приблизился бы к ее
поверхности на расстояние 250 км.
Первыми промышленными изделиями,
произведенными в условиях
невесомости, оказались миллиарды
крохотных пластмассовых шариков,
синтезированных на борту «Сисне
Шаттла*. Поскольку они имеют
идеально круглую форму, их
стоимость в 2000 раз выше, чем
стоимость золота того же веса.
Трансконтинентальные авиалайнеры
будущего, возможно, смогут в ходе
полета переключаться с реактивных
двигателей па ракетные, чтобы выйти
на околоземную орбиту. Приземляться
же они будут как обычные самолеты.
Поскольку гравитационное поле Лупы в
шесть раз слабее земного, то атлеты,
выступая па герметизированном лунном
стадионе, могли бы (теоретически)
преодолеть высоту, в шесть раз
превышающую их земное достижснис.
Они даже моши бы прицепить
искусственные крылья и летать, как
птицы.
66
Космический словарь
Недавно в Америке был разработан
проект нового типа космического корабля
многоразового использования.
Он получил название миогосоилового и
должен, по замыслу его создателей,
обладать вертикальными взлетом и
посадкой. Эта бескрылая
одноступенчатая ракета снабжена
тепловым экраном, охлаждаемым
жидким водородом, вокруг которого по
окружности размещаются маленькие
ракетные двигатели, доставляющие
корабль на околоземную орбиту.
При возвращении корабля па Землю
тепловой экран надежно защищает его от
перегрева, а ракетаые двигатели,
работая в противоположном спуску
направлении, тормозят его, позволяя тем
самым кораблю осуществить мягкую
посадку.
Межпланетная космическая станция
«Пионер-10* стала первым
искусствстшым телом, покинувшим
Солнечную систему. Подобно своему
двойнику, «Пионеру-II*, ©па унесла с
собой в глубины космоса пластинку с
изображением мужчины, женщины н
самой станции в одном масштабе. Здесь
же закодирована информация о планете
Земля на случай, если аппарат
обнаружат какие-либо разумные
существа, принадлежащие ко внеземной
цивилизации. «Пвонер-10» должен
достичь окрестностей гигантской звезды
Альдсбирай в созвездии Тельца через
I 700 000 лег.
Пластинка с посланием впеземпым
цивилизациям, установленная на борту
«Пионера-10*.
20 июля 1969 г. Центр управления
полетом в Хьюс-гоне осуществил
тслефо1шую связь на самое дальнее
расстояние в истории человечества.
Опа соединила тогдашнего нрезмдеавта
США Ричарда Никсона с первыми
людьми, ступившими па поверхность
Луны. В тот момент Нейл Армстронг и
Эдвин Олдрнн разбивали лагерь в Море
Спокойствия примерно в 384 000 км от
Земли.
Космический корабль «Аполлон*,
доставлявший астронавтов па Луну и
обратно, состоял из почти двух
миллионов деталей. Для сравнения:
большой автомобиль состоит из менее
3000 деталей.
Этот словарь включает лишь те
термины, что не получили
исчерпывающего объяснения в
других разделах книги.
Прочие термины, относящиеся
к ракетной технике, объяснены
на с. 40 и 41. Спутниковую
терминологию вы найдете на
с. 52 и 53, а терминологию,
связанную со «Спейс
Шаттлом», на с. 54—57.
Вечная мерзлота — замерзший слой
подпочвы в холодных районах, который
никогда не оттаивает.
Вход в плотные слои атмосферы -—
момент, ко1да космический корабль,
возвращаясь па Землю, начинает
ощущать воздействие атмосферного
трения.
Гидропоника — технология
выращивания растений в воде,
насыщенной питательными
веществами, которая заменяет почву.
Камера сгоранвя — в ракетном
двигателе камера, в которой
смешиваются горючее и окислитель.
Модуль — секция космического
корабля.
Полярная
орбита
Северный
полюс
Экваториальная
орбита
Мягкая посадка — посадка на
небольшой скорости, с применением
парашюта или тормозных ракет.
Невесомость —- феномен потери веса
материальными телами по время
космического полета, когда астронавты
и незакрепленные предметы свободно
плавают в воздухе.
Обтекатель — специальный чехол,
защищающий внутренние часта ракеты
пли спутника па атмосферном участке
полета.
Плита — платформа, на кото|и>й
устанавливаются научные приборы.
Полезная нагрузка— груз, который
ракета-носитель должна вынести
в космическое пространство.
Ракетное топливо — смесь горючего и
окислителя, прмводяшая раксту
в движение.
Сенсорное кольцо —• часть корпуса
спутника или космической станции,
на которой кренятся фото-
и телекамеры и прочие так называемые
сенсоры-датчики, собирающие
информацию.
Синхронная орбита — круговая орбита
высотой в 35 880 км, находясь па
которой, спутники движутся со
скоростью вра1цения Земли, тем самым
как бы зависая над одной и тон же
точкой се поверхности.
Стыковка—механическое соединение
двух или более нипаратов в
космическом пространстве.
Тепл оизолируницие материалы —
применительно к космическим полетам
материалы, применяемые для защиты
тех или иных частей космического
корабля от воздействия чрезмерной
жары пли холода.
Тормозные ракеты •— ракетные
двигатели, работающие в направлении,
противопяложмом движению корабля,
и тем самым замедляющие его ход.
Центробежная сила — сила,
нанравлешшя вовне, которая
возтжаст при аращении одного
объекта вокруг другого. Когда спутник
находится на орбите, его центробежная
сила в точности уравновешивает силу
притяжения Земли.
Экваториал ышя орбита — орбита,
проходящая вдоль экватора. Орбита,
проходящая через полюса Земли,
называется полярной.
Элевоны — рулевые поверхности па
самолетах пли космических кораблях,
которые могут выполнять функции как
рулей высоты (позволяющих кораблю
подниматься или опускаться), так и
элеронов (позволяющих поворачивать
влево и вправо).
67
Указатель
«Авангард» 51
Антенна 50, 53,65
«Аполлон» 46, 49, 64, 66, 67
«Ариан» 41, 51
Армстронг Нейл 67
АСАТ (противоспутниковый космичес-
кий аппарат) 36
астронавт 48, 49, 50, 51, 66, 70, 74, 76
атмосфера:
Земли 42, 43, 49, 50, 54, 57
планет 58—59
боеголовка 44, 66
Ван Аллена радиационный пояс 43, 46.
48
Браун, Вернер, фон 44, 45, 46
Венера, планета 28, 35, 58
«Венера», станция 58
вечная мерзлота 67
«Викингов» полет 59
воздух 42—43
трение 41, 49, 55
«Восток» 37, 46, 51
«Вояджер» 58
«Галилея» полет 59
гидропоника 64,67
Годдард. Роберт X. 40
горючее, бак горючего 40, 41,
44—45, 54
гравитация 62,63, 66
грузовой отсек 56
двигатель 37, 40, 41, 54, 57, 67
Деймос 59
«Джемини-Титан-2» 51
Земля 42—43, 48, 58, 59, 64, 66
излучение 43, 48, 49
Ио 58, 59
ионосфера 43, 57
камера сгорания 40,41
Конгрив, Уильям 40
Королев, Сергей 45
космическая станция 54, 58, 62—63
космические скафандры 50
Лайка 45
Лупа 58, 59, 64—65, 66, 67
лунная база 64—65
магнитосфера 48
Маккендлеес, Брюс 56
«Маринер» 58, 59
Марс 42, 58, 59, 60
МБР (межконтинентальные баллистичес-
кие ракеты) 66
Меркурий, планета 42, 49, 58
«Меркурий-Атлас», корабль 51
метеорное тело 48, 50
механическая рука-робот 56. 57
модуль 62, 65, 67
Нептун 42, 58
Никсон, Ричард 67
обтекатель 41, 67
озоновый слой 43
окислитель 40, 41, 44, 67
Олдрнн, Эдвин 67
орбита 4], 43, 46, 53, 55, 56, 57, 59,
66,67
экваториальная 67
полярная 67
синхронная 47, 67
орбитальная ступень 54—57
пилотируемое маневренное ус. тройство 56
«Пионер» 38, 56, 67
Плутон 42
погода 42, 52
полезная нагрузка 41, 46, 55, 56, 67
11ост, У или 50
противомсгсорная защита 48
противоракета 66
пучковое оружие 66
«Патриот», ракета 66
ракета 37, 40, 41, 44, 45, 51, 54, 55, 67
ракета боевая 45, 66
ракетное топливо 40, 41, 44, 46, 67
Росе, Гарри 50
Сатурн, планета 42, 58
«Сатурн», ракеты 51
Северное полярное сияние 43
сенсорное кольцо 52,67
«Скайлэб» 48
солнечная тень 48
солнечные пятна 49
солнечные вспышки 48—49
солнечные элементы (панели) 52—53.
65
солнечный ветер 48—49
Солнце 48, 49, 60, 65
«Союз» 46, 51
«Спенс Шаггл» 43, 44—47, 62, 63, 66
«Спейслэб» 54, 56
спутник 37, 41, 42, 46, 47, 66
связи 53, 56, 66
Экснерименталыгый
морской орбитальный спутник
(«Маротс») 52
«Ландсат» 52
«Интелсат-4А» 53
«АТС-6» 53
«Спутник» 37, 45, 46, 51
стартовая площадка (позиция) 57
платформа 44—45, 57
стартовые ускорители 37. 41. 54
стратосфера 43
стыковка 67
тепловой экран 49, 56, 59, 67
Уран 42, 58
Фау-2 44, 45, 51
Фобос 49
фотокамера 52, 59
Хьюстонский I (ентр управления
полетом 67
центробежная сила 47, 62,67
Циолковский, Константин 40, 45
экзосфера 43
эксперименты 38:
действие и отдача 40
расширение воздуха 42
теплоизоляция 49
«марсианский вездеход» 61
модель спутника 47
планер «Спейс Шаттл» 54
космическая орбитальная
станция 62—63
«Эксплорер» 45, 46
элевоны 67
«Юнона» 46, 51
Юпитер 38, 42, 58, 59
68
ч
I
КНИГА
ТРЕТЬЯ
РЕАКТИВНЫЕ
САМОЛЕТЫ
книгу
Автор
Марк Хьюиш
Переработанный текст
Кристофера Купера
Кто сделал эту
Эксперименты
Вот список необходимого снаряжения и оборудования для
проведения экспериментов, описание которых вы найдете
на страницах этой книги.
Художники
Дерен Бане, Гордон Дейвис,
Малькольм Энглиш, Фил Грин, Геруш
Хадлер, Джон Хайчинсон и Майкл
Рофф
Общее снаряжение
Блокнот и карандаш
Линейка или рулетка
Скотч
Ножницы
Часы (желательно с секундной стрел кой)
Резиновая тесьма
Оборудование и материалы
для отдельных экспериментов
Действие и противодействие (г. 73 ):
Воздушный шарик
Сжатие воздуха (с. 74):
Пластиковая бутылка из-под моющегосредства
Глина для лепки
Планер(c.76):
Соломинкадля питья
Лист плотной бумаги длиной не меньше 22,5 см
Аэродинамическая подъемная сила (с. 77 ):
Лист бумаги крммерно 15 х 20 см
Профиль крыла (г. 70):
Три листа бумаги А4 (21 х 29,8 ем)
Авшм-оризонт (с. 81):
Пластмассовый горшочек (лучше всего из-под сливок )
Заострен ная спичка
First published m 1976. Revised and updated
1982, 1991.
Usbome Publishing Ltd, Usbome House, 83-85
Saffron Hill, London EC IN 8RT, England.
Copyright © 1991,1982, 1976 Usbome
Publishing Ltd. Revised edition published 1991-
Единицы измерения
Все единицы измерения в этой книге взяты из метрической
системы. В этом списке приведены соответствующие
эквиваленты из английской системы мер и весов.
На этой странице: полет «Миражей
РЛС»
миллиметр (мм)
I дюйм = 25,4 мм
сантиметр (ем)
I дюйм = 2,54 см
метр (м)
I ярд = 0,91 м
километр (км)
I миля = 1,6 км
километров в час (км/ч)
1000 миль в час = 1609 км/ч
квадратный сантиметр (см2)
1 квадратный дюйм = 6,45 см2
квадратный метр (м2)
1 квадратный ярд = 0,84 м2
I гектар (га) = 10 000 м2
I акр — 0,40 га
(кг) килограмм
I стон = 6,35 кг
I тонна (т) = 1000 кг
I тон = 1,02 т
1 пинта = 0,473 л
°C — градусы но Цельсию (вода
замерзает при 0°С и кипит кри
Ю0°С).
70
Содержание
72 Первые реактивные самолеты
74 Турбореактивные и
турбовентиляторные двигатели
76 Как и почему летают
реактивные самолеты
78 Авиалайнеры реактивной
эры
80 Внутри кабины
82 Готовясь к отлету
84 Рейс 593 до Перта
86 Звуковой барьер
88 Сверхзвуковые авиалайнеры
89 Самолеты и шум
90 Реактивные истребители
92 Бомбардировщики и штурмовики
94 «Прыгающие» самолеты и
крылья с изменяемой
геометрией
96 Реактивные самолеты будущего
98 Важнейшие даты
Любопытные факты
99 Реактивный словарь
100 Указатель
Об этой книге
Как работают реактивные двигатели? Отчего происходит звуковой удар, когда самолет летит быстрее
звука? Почему реактивные самолеты оставляют инверсионный след? Зачем нужны крылья
с изменяемой геометрией?
«Реактивные самолеты» дают ответы на многие подобные вопросы. В этой книге рассказывается
история реактивной авиации начиная с 30-х годов и кончая конструкциями, которые пока еще на
чертежных досках. Здесь описаны основные принципы реактивных полетов. Здесь объясняется, для
чего предназначены наиболее важные приборы в кабине авиалайнера, вы узнаете, как осуществляется
управление воздушным движением. Эта книга также охватывает такие разработки, как сверхзвуковые
авиалайнеры и самолеты с вертикальным взлетом, наряду с проблемами шумового загрязнения и
преодоления последствий резкой смены часовых поясов.
В книге «Реактивные самолеты» содержится описание многих безопасных и простых экспериментов,
которые можно проделать в домашних условиях с помощью обычных бытовых предметов. Среди них
вы найдете как наглядные иллюстрации некоторых научных принципов, так и любопытные проекты
вроде постройки планера из соломинки для питья.
71
Первые реактивные самолеты
Для изобретения реактивного
двигателя понадобилось на
удивление много времени, если
учесть, что основополагающий
принцип, на котором он
работает, был известен еще в
Древней Греции. Некий
изобретатель, по имени Герои,
сконструировал шар,
поворачивавшийся под
воздействием вырывавшегося из
него пара (см. рис. 1).
Идея создания летательного
аппарата на реактивной тяге
впервые возникла в 1865 г., но
первые самолеты, поднявшиеся в
небо, в качестве движителя
использовали воздушный винт
(пропеллер). Реактивная тяга не
рассматривалась серьезно, пока,
спустя 25 лет после первого
полета братьев Райт, английский
летчик по имени Фрэнк Уиттл не
занялся этой идеей.
Первым реактивным
самолетом, поднявшимся
в воздух, стал немецкий
«Хсйнкель-178» в 1939 г.
Итальянский
реактивный самолет
«Капрони-Кампини»,
созданный в 1940 г.,
совершил первым
маршрутный полет.
▲ Немецкий физик Пабст фон Охайн
сконструировал двигатель для первого в
мире реактивной» самолета.
Получив ученую степень в
I'стгипгепеком университете в
известному авиапромышлешгяку Эрнсту
Хейикелю.
Спустя год он осуществил успешные
испытания своего первого реактивного
двигателя. В 1939 г. улучшенный вариант
этого двигателя был установлен па
специально сконструированном для пего
экспериментальном самолете «Хе-178».
▲ 27 августа 1939 г., па рассвете,
капитан Эрих Варзиц поднял «Хе-178» в
воздух со взлетной полосы
испытательной авиабазы в Марене. Он
сделал круг над летным полем, затем
скользнул па крыло и приземлился,
завершив, таким образом, первый в
истории авиации полет реактивного
самолета.
А 15 мая 1941 г. старший лейтенант
Э. Дж. Сойер впервые поднял в
воздух «Е.28/39». Двигатель Уиттла
позволил этому реактивному самолету
во время его первого полета развить
скорость, почти не уступающую
скорости «Слитфапра», а в
дальнейшем он достиг 750 км/ч.
А «Летающая бомба» Фау-1 явилась как
бы побочным продуктом разработки
реактивных двигателей. Па ней был
установлен пульсирующий воздушно-
реактивный двигатель, в котором
«глотки» воздуха попадали в камеру
сгорания, где он смешивался с бензином
и поджигался.
А Опыты Хсннкеля с «Хе-178» привели к
создан1пореакпитого1н*треб1!теля
«Хе-162 (саламандра» <• деревянным
фкыеляжем. Его первый полетсоетоялся в
декабре 1944 г. Было построено, шшь 116 таких
самолетов, хотя планировалосьпроизводитьпх
по 4000 штук в ме сяц. В боевых действиях
♦Саламандры» участвовали мало.
72
Английский «Глостер Е. 28/ 39»
был детищем Фрэнка Уиттла,
затратившего на разработку
реактивного двигателя 12 лет,
прежде чем ему удалось
осуществить первый полет
«Глостера» в 1941г.
Самолет «Белл ХР-59Л Эркомет»
позволил США также вступить в
реактивную эру в 1942 г. Его два
турбореактивных двигателя были
развитием двигателя Уиттла.
А «Капрони-Кампяни» совершил свой
первый полет ровно через год после
«Хе-178». В 1941 г. он совершил
перелет из Милана в Рим, преодолев
расстояние в 470 км. Правда, скорость
этого самолета была невелика, всего
лишь 375 км/ч.
А Двухмоторные боевые самолеты
«Ме-262» и «Метеор» были приняты иа
вооружение в период второй мпровой
войны, но им так и ос пришлось
встретиться друг с другом в воздушном
бою. «Мс-262» имел стреловидные
крылья, которые были впервые созданы
немецкими авиаконструкторами.
А Фрэнк Уиттл заинтересовался
проблемой рсактивпон тяги в конце
20-х годов, когда он обучался в
Краиуэллс, училище Королевских ВВС
Великобритании.
Министерство ВВС отвергло его
проекты, одпако в 1935 г. один из его
друзей раздобыл средства для
финансирования его работ, что
А Реактивный полет является
практическим применением третьего
закона механики, который гласит,
что любое действие всегда вызывает
равное и противоположное
противодействие. Вы можете сами
проверить справедливость этого
закона, надув обыкновенный
воздушный шарик. Пока вы
позволило ему создать собственную
фирму «Пауер Джетс Лтд».
Пераый работающий двигатель этой
фирмы был испытан 12 апреля 1937 г.,
а в июле 1939 г. она заключила
контракт па разработку двигателя для
экспериментального самолета
«Глостер Е. 28/39», получившего
прозвище «Сквирт» (шприц).
сжимаете его горлышко, воздух внутри шарика
не может вырваться наружу, по стоит вам
разжать пальцы, как он тут же устремится
наружу. Действие воздушной струи вызовет
реакщпо прознводсйствия,
и шарик рванется в направлении,
противоположном направлению выходащего
из него воздуха. Подобным образом
передвигаются и реактивные самолеты.
73
Турбореактивные
турбовентиляторные
Воздухозаборник
и
двигатели
Первые реактивные двигатели были
чисто турбореактивными. Воздух,
проходящий через них,
претерпевает четыре основные
стадии. Сперва он втягивается
внутрь двигателя через
воздухозаборник. Затем он
подвергается сжатию. Сжатый
воздух смешивается с горючим, и
смесь воспламеняется. Наконец
образующийся при этом горячий газ
выбрасывается через выхлопное
сопло, толкая самолет вперед.
Некоторые современные
реактивные двигатели снабжены
большими вентиляторами,
нагнетающими в них больше
воздуха. Такие двигатели
называются турбовентиляторными.
Турбореактивный
двигатель «Конкорда»
Нарлеункс изображен турбореактивный
двигатель «Роллс-Ройс Олимпус»,
применяемый па «Конкордах». Воздухи»
воздухозаборника (1) проходит через
компрессор (2 ) — ряд лопаток, которые
плотно ежпмаютего. Затем он смешивается
с нарами керосина в камере сгорания (3), и
смесьвоспламепястся.
Возникающие при атом горячие газы с ревом
устремляются иагурбнпу (4 ) и вращают ее,
подроют то чу как ветер вращает мельнпч] 1ые
крылья; турбина, в свою очередь, вращает
лопасти компрессора. Затем газы проходят
черезсопло (5) в форсажную камеру (6),
гдесж11гаетсядонол11ительноетоп.1иво,что
позволяетувелпчитьтягу двигателя.
1 Сжатие воздуха
Реактивные двигатели снабжены
компрессорами, для того чтобы нагнетать
как можно больше воздуха в камеру
сгорания. Тяга, создаваемая двигателем,
растет по мерс увеличения расхода
горючего, горючее нее нуждается в
кислороде, содержащемся в воздухе,
чтобы оно могло гореть, — стало быть,
тяга двигателя зависит также от
количества всасываемого в него воздуха.
Лучше всего подходит холодный воздух,
ибо он плотнее горячего. Однако при
сжатии воздух неизбежно нагревается.
Попробуйте накачать велосипедную
шину. Вы скоро обнпружите, что
сжатие воздуха и трение нагрели ваш
насос и шипу.
А Проделайте этот простой и
удобный эксперимент,
демонстрирующим, какую мощную
силу заключает в себе сжатый
воздух. Вес, что вам понадобится,
это пустая пластиковая бутылка из-
под моющего средства, кусок глины
д ля лепки и рулетка.
А Свинтите с бутылки крышку и
запихните в ее горлышко кусок глины.
Для того чтобы убедиться в
герметичности вашей затычки, слегка
надавите па бутылпу и прислушайтесь,
не слышно ли звука утечки воздуха.
Затем вынесите бутылку на улицу или в
большую комнату.
А Положите буты, ту плашмя па землю и
прыгните на исс. Напор сжатого воздуха
вытолкнет пробку из глины и отшвырнет ее на
расстояние до 20 м. Отметьте место, где она
приземлилась, и предложите друзьям
посоревноваться, кто из них сможет перекрыть
вашсдостиисепне.
А На этой схеме показано, как меняется
температура и давлшше' воздуха при его
прохождении через турбореактивный
двигатель «Олимпус* во время полета
«Конкорда* на скорости, вдвое
превышающей скорость звука, и на
высоте почти 20 000 м. Компрессоры
увеличивают давлшшс воздуха более чем
в десять раз, чтобы как можно большее
его количество йопало в камеру
сгорания. Температура воздуха,
постоянно возраставший при его
прохождении через компрессор,
удваивается, когда топливо
воспламеняется, при этом давление
начинает падать.
74
Турбовентиляторный На «Триетаре» установлен
двигатель самолета «Локхид
I Д РК'Л 1х ГТ1-11—
TV'"
«Роллс-Ройс РБ 211*. Фактически
турбовентиляторный двигатель—этототже
турбореактивный, только с большим
вентилятором спереди или сзади.
Большинство современных типов двигателей
используют передний вентилятор. Вентилятор
(1) работает как многолонастный пропеллер,
нагнетая воздух в компрессор ( 2 ) точно так
же, как комнатный вентилятор вдувает
воздух в помещение. Затем воздух проходит
Вентилятор
воздухо-
звборпика
Выхлопное сопло
вентилятора
Камера
сгорания
Турбина
4
5
Сопло
через камеру сгорания (3), турбину (4) и
сопло ( 5 ), как и в турбореактивном
двигателе.
Однако модель 211 является двигателем с
высокой степенью двухконтурпоети. Это
означает, что основная масса воздуха
(более четырех пятых от поступающего в
воздухозаборник) проходит вокруг
корпуса двигателя. Этот воздух не
сгорает, однако оп создаст
дополнительную тягу, вырываясь наружу
через выхлопное сопло вентилятора (6).
75
Как и почему летают
Правая консоль крыла
реактивные еамолеты
Топливный
бак па
законцовке
Рули высоты
приводятся в действие
одновременно, чтобы
поднимать или опускать
нос самолета.
Воздухо-
заборник
Во время полета на самолет
воздействуют четыре основные
силы: сила тяжести, подъемная
сила, тяга и лобовое сопротивление.
Гравитация, действуя на массу
самолета, тянет его вниз. Подъемная
сила, создаваемая воздушным
потоком, проходящим через его
крылья, действует в
противоположном направлении и
удерживает самолет в воздухе.
Воздух сопротивляется движению
самолета, создавая лобовое
сопротивление. Чтобы преодолеть
его и двигать самолет вперед,
реактивный двигатель должен
развивать достаточную тягу.
Элероны на обоих
крыльях действуют
синхронно, накреняя
самолет в ту или
иную сторону. Когда
один ИЗ ПИХ
поднимается, второй
автоматически
опускается.
Как сделать и испытать в полете свой собственный самолет
Сложите лист вдоль в 6 см от одного края
и сверните более длинную часть листа
вокруг карандаша, чтобы получалась вот
такая форма. Склеите лентой длинные
края.
А Вам понадобится соломинка для
питья, клей, клейкая лента,
иожиицы и немного плотной бумаги.
Д;ш крыльев нужен лист размером
22,5x11 см.
▲ Вырежьте полосу бумаги 20 х 3,5 см
для хвоста. Разрежьте и сверните ее,
как показано па рисунке, так чтобы
руль направления выдавался на 1 см зв
стабилизаторы.
лента
▲ Приклейте лентой крылья и хвост к
соломинке. Прикрепите к соломинке
скрепку для бумаг и испытайте ваш
планер. Б случае необходимости
прикрепляйте скрепку за скрепкой,
пока планер не стянет плавно летать.
76
Крыльятреутчьпой
формы называются
дель I анидными, от
греческой буквы дельта,
обозначающейся
значком А. Так-пс
крылья используются
на .многих
ВЫСОКОСКО|ЮСТНЫХ
самолетах. Обычно
на самолетах с
треугольными
крыльями нет
стабилизаторе®, арули
А Чтобы лучше уяснить, как действует
подъемная сила, возьмите тонкий лист
бумаги, примерно 20 х 15 см, и
сложите его в форме крыла, как
показано па рисунке. Склейте лентой
два свободных края. Найдите карандаш
длиной более 15 см и проденьте его
сквозь сложенный лист.
▲ Теперь возьмите карандаш и держите
его так, чтобы верхний край крыла почти
касался вашей нижней губы. Подуйте
сверху на его внешнюю поверхность.
Крыло поднимется и будет располагаться
горизонтально до тех пор, пока вы не
перестанете дуть. Ваше дыхание играет
роль воздушного потока над крылом
самолета.
Противо-
бликовое
покрытие
перед
кабиной
высоты и элероны
совмещены ведипую
поверхность, называемую
элевоном. Элевоны
двигаю тся в одном
направлен!ш, когда нужно
поднять п. ш OI мстить ное
самолета, и в
нротивопололз Н.1\
направлениях, чтобы
Слева изображен
реактивный штурмовик
компании
«Бритиш Эроспейс* ( ВАС)
«Ограйкмастер* ВВС
Саудовской Аравии.
Вверху истребитель-
бомбардировщик «Мираж*
с французскими
опознавательными
знаками.
создать крен.
А Верхняя поверхность крыла самолета
более изогнута, чем иижпяя, и воздушный
поток, проходящий поверх крыла,
вынужден ускоряться, дабы не отстать от
того, что проходит под крылом.
В результате воздух сверху как бы
растягивается, создавая там зону низкого
давления, которая и подсасывает крыло
кверху.
А Крылья, или аэродинамические
поверхности, имеют различную форму в
зависимости от своего предназначения.
К примеру, па скоростных самолетах они
обычно бывают тонкими; кроме того, им
может быть придана плоская или
клиповидная форма для увеличения
подъемной силы в тех или иных
условиях.
А Крылья придают самолету
поперечную устойчивость. Вы можете
нарушить это раяновесие п заставить
ваш самолет накрениться, отклонив
элероны так, как это показано па
рисунке.
77
Авиалайнеры реактивной эры
производятся в нескольких европейских
странах, а сборка осуществляется во
французском городе Тулуза.
1. Топливные баки, по два в кащдом
крыле. Топливо может также
содержаться в центральной секции
крыла.
2. Турбина, работающая во внешнем
потоке, в аварийных ситуациях
выпускается из корнской части правого
крыла. В ее передней части установлен
небольшой воздушный винт, который
вращается под действием воздушного
потока и вырабатывает таким образом
электроэнергию.
3. Широкофюзеляжная пассажирская
кабина вмещает более трехсот человек.
Ширина кабины 5,65 м.
4. Фюзеляж сделан из алюминиевого
сплава — так же как хвостовая часть и
крылья.
5. Кабина экипажа прчущазначена для
первого и второго пилотов и бортинженера.
6.0 бтекатсль защищавлчрадиолокациошюе
оборудование, которое обнаруживает
облака и дождь.
7. Двигатели CF6 фирмы «Дженерал
Электрик», по одному под каждым крылом.
Двигап'ль С1г6турбовеиггиля’грриый,
развивает тягу в 23 133 кг.
8. Грузовой отсек в нижней части
фюзеляжа может вмещать грузовые
платформы, контейнеры или
неупакованный груз.
9. Главное шасси с четырьмя колесами
на каждой стойке.
10. Вспомогательная силовая
установка в хвостовой части самолета
представляет из себя миниатюрный
реактивный двигатель, снабжающий
самолет электроэнергией и сжатым
воздухом для запуска двигателей и
кондиционирования воздуха внутри
лайнера.
Катастрофа «Кометы»
▲ Авиалайнер «Де Хавиллавд Комета-1»
имел большой успех, когда приступил к
регулярным рейсам в 1952 г. Оп вдвое
сократил время полета, перевозя
36 человек в комфортных условиях на
скорости почти 800 км/ч па высотах,
лежащих выше областей плохой вогоды.
В течение двух лет все шло хорошо.
78
А Однако в январе 1954 г. произошло
бедствие. Одна из «Комет» упала в море
вскоре после вылета из Рима, и все
35 человек, находившиеся на борту, погибли.
На некоторое время иолеты «Комет* были
прерваны. Л когда они возобновились, еще
один из этих самолетовjpyxny.i, объятый
пламенем, унеся с собой 17 жизней.
А После этого все уцелевшие «Кометы»
встали на прикол. Спасательные суда
Королевских ВМС были посланы наместо
первой катастрофы — btojkth самолет
утонул в очень глубоких водах, —
и с помощью водолазов мм удалось
поднять на поверхность почти две. трети
затонувшего самолета.
Сделайте профиль крыла
21см
Взвесьте каждый предмет
А Крылья самолета не сплошные,
они скреплены ячеистой
структурой из мсттшличсских стоек,
что придает им большую прочность
при малом весе. Вы сами можете
изготовить на удивление прочную
модель крыла из простого листа
бумаги.
А Постарайтесь сделать все складки одного
и того же размера, чтобы нагрузка на крыло
распределялась равномерно. Приклейте к
сложенному листу сверху и снизу два других
листа тех ясе размеров, при этом
сложенный гармошкой лист должен быть
смещен к краю конструкции, чтобы ваше
крыло имело нужную форму.
А Теперь испытайте ваше крыло,
чтобы выяснить, какой груз оно может
выдержать. Вы убедитесь, что оно
способно выдерживать неожцдашю
большую нагрузку, не прогибаясь.
Модель крыла, изображенная вверху,
может выдержать вес более четырех
с половиной килограммов.
Самое сложное крыло
в истории авиации?
Крыло аэробуса сконструировано
так, чтобы оно обеспечивало
в задней его части большую
подъемную силу, чем обычное
крыло, в результате чего крыло
может быть толще и при этом
легче обычного.
Закрылки на задней кромке
крыла увеличивают подъемную
силу на малых скоростях, в то
время как состоящие из двух
частей элероны предназначены
для малых и больших скоростей.
Спойлеры, воздушные тормоза и
интерцепторы используются для
торможения самолета в полете
и для обеспечения захода на
посадку на малой скорости.
Элерон для
малых
скоростей
Предкрылки
Воздушный тормоз передней кромки
крыла увеличивают
подъемную силу па
малых скоростях.
Интерцептор
Внутренний элерон для
всех скоростей
Внутренний
закрылок
Внешний
закрылок
А Обломки самолета были отправлены
обратно в Англию, в Фарнборо. Там
они были заново собраны па каркасе,
размером и формой аналогичном
настоящей «Комете». Большая часть
фюзеляжа, фрагменты крыльев и все
четыре двигателя, извлеченные из
моря, были закреплены проволокой на
подобающих им местах.
А Другая, целая «Комета» была помещена
в специальный бак с отверстиями для
крыльев, торчавших из пего наружу.
Крылья сгибали домкратами, а в фюзеляж
накачали столько воды, чтобы она
создавала нагрузку, эквивалентную той,
что возникает в корпусе после тысяч часов
полета. В конечном итоге фюзеляж
развалился на части.
расходившиеся от заклепочного отверстия,
из-за которых находившаяся под
давлением кабина попростугщрывалась.
В результате в конструкцию реактивных
самолетов были внесены изменения,
и в настоящее время усталость металла
находится под когпролем.
79
Внутри кабины
Аэробус «А320» имеет усовершенствованную компьютеризованную кабину экипажа. В ней находятся
два пилота, однако бортинженер, обычно следящий за работой систем самолета, отсутствует, так как
в нем нет необходимости.
80
Навигационный дисплей
Перед каждым нилотом находится экран дисплея, на
котором указаны положениееамол<'та, направленно полета и
его маршрут. Па этом рисунке дисплеи изображен в режиме
«компасном розы». Различн1>|енаправ.тения обозначены
цифрами, которые нужно умножать на 10 ( к примеру,
21 означает 210 градусов н т.д.). Автопилот самолета
поочсредпозахватыкает
то один наземным радиомаяк, то другой. Они называются
VOR ( всенаправленными радиомаяками сверхвысокой
частоты). Здесь указан подобный маяк
в направлении 144 градуса. Расстояние до радиомаяка
определяетсядальномерным оборудованием (DME).
Фиксированпыеточки вдоль маршрута называются
марпгрутнымпвехами.
Радиомаяк
Расстояние до
маяка
Время полета
до маяка
Направление
на радиомаяк
Дуга,
обозначающая
расстояние я*
20 морских
миль
Радиомаяк
системы
посадки
Курс-
Дождь
Режим метеолокатора
Навигационный экран может переключаться па режим
РЛС разведки погоды. Данные, поступающие с
радиолокатора, направленного по курсу самолета,
преобразуются в изображение дождя или снега впереди
него, со специфической окраской того места, где осадки
наиболее сильны. Это изображение можно выключить,
при этом экран будет по-прежнему показывать
направление, скорость и курс полета. Дуги окружности,
высвечивающиеся перед символом самолета, указывают
расстояния — например, здесь дуга па рисунке показана
на расстоянии 20 морских миль (37 км). Заданный курс
может обозначаться сплошной линией, проведенной от
одной маршрутной вехи к другой. Здесь же может быть
указал м запасной маршрут.
Основной пилотажный дисплей
На другом экране в основном показан крен самолета
(его наклон влево или вправо) и тангаж (направление
его носа кверху или книзу). Авиагоризонт управляется
гироскопом, сохраняющим всегда одно положение
независимо от крепа самолета. Таким образом, пилоту,
двигающемуся вместе с кабиной, кажется, будто линия
горизонта поворачивается, в то время как черта,
обозначающая сам самолет, остается неподвижной.
Стрелки, 110ремсщающнеся вдоль шкалы, показывают
высоту, ириборную скорость и т.д.
пластмассовый горшочек с
прыткой (лучше всего с
круглым углублением в
донышке, как показано на
рисунке справа), спичка и
кусок картона 5x8 см.
Вырежьте из картона форму,
изображенную вверху.
А Снимите с горшочка крыишу.
Теперь переверните его и
прикрепите Т-образную форму
клейкой лентой так, как показано
па рисунке, чтобы она выступала
па 1,5 см над его верхом.
Убедитесь, что картон приклеен
ровпо.
Центр
А ► Проделайте маленькую
дырочку точно в центре крышки.
Просуньте через неезаостренцую
епичку, убедопееь, что она плотно
сидит. Эта крышка будет служить
вамицюскопом. Раекрутитеее, и
вы убедитесь, что она будет
располагаться параллельно полу,
даже если вы наклоните горшочек.
Осторожно II
вращайте V
♦Боинг 747-400» несет на своем борту
летный экипаж из двух человек, до
18 членов обслуживающего персонала и
до 386 пассажиров, размещаемых в
креслах по 10 в ряд. В верхнем салоне,
который может использоваться как
столовая или спальное отделение, могут
поместиться 66 человек.
♦Джумбо» имеет 64 м в ширину и
70,7 м в длину — это больше, чем
дальность верного полета самолета
братьев Райт. В двух нижних
багажных отсеках самолет может нести
до 19 т груза. Общая площадь,
отведенная экипажу, пассажирам и
багажу, приблизительно равняется
площади доух теннисных кортов.
Максимальный взлетный вес лайнера
еоставляетпочти400т. Самолет может
нести па борту до 216 000 л горючего —
достаточно для полета на 13 000 км без
дозаправки.
▲ Самым важным зданием в любом
аэропорту, без сомнения, является
диспетчерская вышка. Диспетчеры, сидя
у окоп с отличным обзором всех взлетно-
посадочных полос, передают инструкции
пилотам, как мм следует рулить или
припарковываться. Их коллеги следят за
воздушным движением на экранах радаров.
▲ Перед тем как отправиться в
очередной рейс, пилот должен
представить план полета и
определить взлетную скорость,
которая зависит от веса самолета,
погодных условий, длины взлетной
полосы и высоты аэропорта над
уровнем моря. Затем самолет
должен быть заправлен горючим,
снабжен запасом еды и питья и
загружен багажом.
Пассажиры поднимаются на борт после
прохождения таможенного и
паспортного контроля. Когда они
пристегнут свои ремни, самолет может
отправляться в путь.
82
6
Переходите
горизонтальный
колет при 920 км/ч
(Мах0,84)
Ускоряется до
600 км/ч /
tfj®
/- Набирает
высоту при
465 км/ч
Скорость отрыва293 км/ч
9»»®
80««
1»»»
6»»®
6»®°
40»®
?,»«"
2.00®
\0»»
о
А Диспетчеры дают пилоту разрешение
выруливать в зону ожидания,
расположенную недалеко от начала
взлетной полосы. После окончания всех
контрольных проверок экипажем
готовности самолета дается разрешение на
взлет. Самолет выруливает на взлетную
полосу и выводит двигатели на полные
оборони.
А Самолет начинает разбег по взлетной
полосе, набирая скорость. Достижение
скорости Vf означает, что самолет уже
не может остановиться без того, чтобы
нс выкатиться со взлетной полосы.
V2 — это уже безопасная скорость
полета. Для обычного взлета «Джумбо*
эти скорости равны соответственно
265 и 293 км/ч.
▲ В то время как самолет набирает
высоту сразу после взлета, ему,
возможно, придется сбросить газ, чтобы
не превысить ограничений по шуму.
Диспетчеры отлета направляют пилота
па правильный курс. Выйдя за пределы
зоны управления аэропорта, пилот уже
сам определяет курс вдоль воздушной
трассы.
Снабжение двигателей топливом
Четыре двигателя ♦Джумбо Джет»
могут поглотить в сумме более 11 000 кг
топлива ежечасно, и тем нс менее этот
самолет все-таки является одним из
наиболее экономичных видов
транспорта.
Для каждого двигателя имеется свой
бак, ио спегршльные клапаны
кольцевания позволяют всем
двигателям пользоваться любым из
этих баков.
Двигатель №2
Двигатель №3
83
Рейс 593 до Перта
▲ «Боинг 747-400 Фокстрот Танго»
вылетает из аэропорта Хитроу курсом па
Австралию. В каждой последующей
рамке часы показывают местное время
(слева) п «телесное» время (справа) —
лондонское время, по которому все еще
настроены тела пассажиров.
▲ Время ужина. Обслуживающий
персонал численностью 18 человек
разогревает готовые замороженные
продукты в быстродействующих
микроволновых печах, установленных
в 14 камбузных зонах «Джумбо*.- После
еды пассажиры могут посмотреть фильм
кни послушать записи по выбору через
наушники.
▲ Авиалайнер летит вдоль воздушной
трассы — небесного коридора, который
определен сигпвлами радиомаяков.
В полете самолеты отделены друг от
друга большими расстояниями как в
горизонтальной, так и в вертикальной
плоскостях. Сейчас авивлапиер
находится над Европой, где местное
время па одни час впереди лондонского.
А «747» летит сквозь ночь на высоте
12 км. Температура воздуха за бортом
равна—57°С. Водяной пар,
вырывающипс я из реактивных двигателей
самолета, тутже замерзает, превращаясь
в крохотные льдинки, которыеобразуют
инверсионный еледзаего хвостом.
«Телесное» время отстает отмеетного уже
на три часа.
А После почти одиннадцати часов
полета «Фокстрот Танго» делает
промежуточную остановку в Бангкоке,
столице Таиланда. Самолет
дозаправляется топливом, и новый
летный экипаж занимает место в кабине.
Из соображений безопасности летные
экипажи обычно пилотируют самолет не
более одиннадцати часов подряд.
84
А, Кш; показано на этом карте, время
суток в один я тот же момент в разных
местах бывает разным. Одна из проблем,
сопутствующих дальним авиареисам,
состоит в том, что самолет пересекает
несколько часовых поясов слишком быстро,
чтобы люди на его борту успевали к этому
Г/ассажиры рейсов, подобных нашему
рейсу 593, которые приземляются сразу
после полуночи, в то время как по их
ощущениям еще ранним вечер,
испытывают недомогание, вызванное
резкой сменой часовых поясов.
А На протяжении всего полета
бортовое раднолюкациониое
оборудование ведет наблюдение за
погодными условиями впереди но
курсу самолета. Оно способно
предупредить пилота о грозе,
бунтующей в двухстах километрах
от самолета, или о наличии
облачного покрова над
аэропортом, к которому они
направляются.
Погодная картинка, передаваемая
радаром, отображается на экране
в кабине экипажа.
А Радарный импульс
посылается с
параболической антенны,
установленной в носовой
части самолета.
А Встрстмв на пути
облако, радарным
импульс озражается от
него и возвращается
обратно к самолету.
А Приходящий импульс
попадает на приемник
РЛС и передается кя
экран.
А Мягкое касание земли, и рейс 593
завершен. Пассажиры покидают борт
самолета, проведя в нем двадцать гапсо®
с восьмичасовым временным
отставанием. В Перте полночь, а им
кажется, что сейчас еще день. Если бы
они летели в противоположном
направлении, разница во времени была
бы обратной.
А Пилотажные приборы при заходе
«Джумбо* на посадку используют
радносигналыпередатчиковПЗ (системы
посадки по приборам), установленных у
взлетно-посадочной полосы. Индикаторы
показывают величину отклонения
самолета но горизонтали или по
вертикали от правильной траектории
захода на посадку.
А После часовой остановки самолет
вновь поднимается в воздух.
Автоматический пилотвьщержнвает
примой, устойчивый полет.
МесгО1и>лозкен11ше самолета постоянно
вычисляется бартовой навигационной
системой. Полученные данные
поступают на автопилот.
А «ФокстротТанго* делает вторую
остановку в столице Малайзии Куала-
Лумпуре.Ремс593ужепреодолелсвыше
11 000 км, а впереди еще более 4000 км
пути. Однакоон уже достиг часового пояса
пункта назначения, такчто отставаниеот
местного времени небудстувеличиваться.
А Незадолго до конца после, щего отрезка
маршрута «747* начинает снижаться,
будучи еще более чем в ста километрах от
пунктаназначения.Нееколькосамолетов
ждут разрешения на посадку вяэропорту
Перта, так что наш самолет «становится в
очередь», совершая круги вокруг
радиомаяка в ожидании разрежения на
посадку.
85
Звуковой барьер
Рекорд высоты «МиГ-25* — 37 км
На различной высоте звук
распространяется с различной
скоростью. На уровне моря эта
скорость составляет примерно
1225 км/ч, но по мере подъема
в более холодные воздушные слои
ее величина уменьшается.
Австрийский ученый по имени
Эрнст Мах разработал методику
соотнесения скорости полета
непосредственно со скоростью
звука, которая в его честь получила
наименование Maxi.
Соответственно Мах2 — это
скорость, превышающая скорость
звука ровно вдвое, и так далее.
Самолеты, перемещающиеся
быстрее звука, вынуждены
пробиваться сквозь звуковые волны
(см. ниже), замедляющие их
скорость. Эти волны широко
известны под названием «звуковой
барьер».
От Маха1 до Маха 3+
С грохотом проносясь на конусообразной ударной
волне
На рисунке внизу изображены три
момента полета реактивного самолета
при его разгоне до скорости звука и за
ее пределы.
Линии почти правильных окружностей
вокруг самолета (I) представляют
собой колебания воздуха, вызываемые
его движением. Такие колебания
называются волнами давления.
По мере удаления от самолета они
постепенно ослабевают, подобно тому
как гаснут круги на воде от камня,
брошенного в пруд. Эти волны
давления движутся точно со
скоростью звука.
По мере того как скорость самолета
растет (2), он начинает догонять
волны давления, расходящиеся
впереди пего. Пра скорости Maxi он
движется так же быстро, как и они.
В результате он сталкивает волны,
которые прежде, при меньшей его
86
Сила звука
Звуковой удар являет собой
впечатляющий пример огромной
силы, заключенной в звуке. Ниже
приводится описание небольшого
звукового эксперимента.
А Вам понадобится жестяной подлое,
пустая банка, немного полиэтилена и
сахарного песка. Обмотайте
полиэтиленом горлышко банки и
закрепите его резинкой. Расправьте
полиэтилен так, чтобы его поверхность
была совершенно гладкой, и насыпьте
сверху немного сахарного песку.
скорости, успели бы распространиться
перед его носом в одну вертикальную
волну Маха (3).
Когда ясс самолет летит со скоростью,
превосходящей скорость звука (4), он
толкает волну Маха и тянет ее за собой,
придавая волне форму конуса. В том
месте, где пилений конец, конуса
достигает земли, происходит резное
повышение воздушного давления, в
результате чего вы слышите двойной
ударный звук или, если ударные волны
очень тесно прижимаются друг к другу,
один звуковой удар.
Звуковой удар сопутствует полету
сверхзвукового самолета па всем его
протяжении до тех пор, пока его
скорость превышает скорость звука.
Район, в котором можно услышать
звуковой удар, называется «ковром»
данного самолета. К примеру, «ковер»
«Конкорда» имеет ширину почти 90 км.
АТ< Iзерь возьмите жестяной поднос и.
держа его примерно в 10 ем от банки.
ударьте по нем j чем-нибудь гвер.хым.
Зву коваяволна, которую вы услышите, как
удар, будетоблаш п> достаточной силой,
чтобы заставил ь сахар надиры! пун.. Точно
таким же образом мощный звуковой удар
способен разбил ьокнопяоврсдитьзданпс.
А Помнить величину скорости звука
иногда бывает полезно — к примеру, во
время грозы. Чтобы узнать, в
скольких километрах от вас опа
находится, сосчитайте число секунд,
прошедших между вспышкой молнии
и ударом грома, и разделите его на
три.
Сверхзвуковые авиалайнеры
Сверхзвуковые военные самолеты
состоят на вооружении ВВС
с 1953 г., но гражданская
сверхзвуковая авиация появилась
намного позже.
Первым сверхзвуковым
пассажирским авиалайнером,
поднявшимся в небо, стал советский
самолет Туполева «Ту-144» в 1968 г.
Спустя два месяца состоялся первый
полет англо-французского
«Конкорда», который в настоящее
время совершает регулярные полеты
через Атлантику. Что касается
«Ту-144», то он был вскоре снят с
обслуживания пассажирских рейсов.
В 1960-е годы в Соединенных
Штатах также разрабатывались
планы создания сверхзвуковых
авиалайнеров. Однако в конечном
итоге от них отказались ввиду
высокой стоимости проекта, а также
из-за отрицательного отношения к
нему общественности, опасавшейся
высокого уровня шума и возможного
вреда для атмосферы.
Авиаконструкторы
продолжаютразрабатывать
проекты нового
сверхзвукового авиалайнера,
который мог бы прийти па
смену «Конкорду*. Здесь
изображен сверхзвуковой
авиалайнер, рассчитанный
на300пассажиров,
которому предстоит
совершать рейсы через
Тихий океан со скоростью,
в два — два е половиной
раза прев мигающей скорость
звука. Он должен начать
{югулярные полеты в начале
XXI столетия.
«Конкорд» на стоянке
На то, чтобы выгрузить
пассажиров и их багаж,
заправиться топливом и взять
па борт новые припасы и новую
партию пассажиров,
«Кошгорду* требуется только
30 минут.
Как только самолет
останавливается, и его выходу
тут же прижимается трап-
коридор (L). Пассажиры
покидают борт всего за пять
минут. Два гигантских
заправщика (2) за 18 минут
закачивают в его баки
120 000 л керосина.
Мобильный кондиционер (3)
нагнетает свежий воздух в
пассажирскую кабину.
Багажные машины (4)
разгружают багажное
отделение в нижней части
фюзеляжа со скоростью 135 кг
в минуту, а затем почти тая же
быстро наполняют его новым
грузом.
Очищаются туалеты (5)
и проверяется дренажная
система. Кухни лайнера
заполняются провиантом,
напитками и товаром для
продажи без таможенного
налогового обложения
с помощью специальных
транспортных средств (6),
которые поднимаются до
уровня кабины и
пристыковываются к дверя м.
Питьевая вода доставляется па
борт авиазаправщиком (7).
Поземный агрегат питания (8)
снабжает самолет
электроэнергией, пока
двигатели выключены; такой
же агрегат используется и для
запуска двигателей (9).
К этому времени новая партия
пассажиров уже кя борту со
своим багажом и авиалайнер
вновь в состоянии готовности к
вылету.
▲ Крылья сверхзвуковых авиалайнеров
имеют так называемую оживальную
форму, в виде треугольника с
закругленными краями. В полете над
ними образуется спиральный воздушный
поток, называемый вихрем передней
кромки крыла. Он сохраняется даже при
малых скоростях, увеличивая подъемную
силу.
противоположном направлении
устремляется сверхзвуковая ударная
волна. При этом его крылья попадают
внутрь конуса недилреиожепиого воздуха
позади ударной волны, обеспечивая
самолету и его пассажирам плавный
полет.
88
Самолеты и шум
Все самолеты производят шум, а
реактивные — больше, чем
большинство других. В результате
уровень шума, особенно вокруг
аэропортов, постоянно растет по
мере того, как на авиалинии
выходит все больше реактивных
самолетов, а мощность их все
увеличивается. Одновременно
растет и недовольство
общественности, так что
авиаконструкторам приходится в
наши дни изрядно поломать голову
над тем, как сделать реактивные
самолеты менее шумными.
Рев реактивного двигателя
вызывается главным образом
стремительным перемешиванием
выхлопных газов с наружным
воздухом. Его громкость напрямую
зависит от скорости столкновения
газов с воздухом. Она наибольшая,
когда двигатели выводятся на
полную мощность перед отрывом
самолета.
Одним из способов снижения
уровня шума является
использование турбовентиляторных
двигателей, в которых большая
часть всасываемого воздуха минует
камеру сгорания, в результате чего
скорость выброса выхлопных газов
уменьшается. Турбовентиляторные
двигатели применяются сейчас на
большинстве современных
пассажирских авиалайнеров.
Шум реактивных
двигателей
Обычно уровень шума
реактивных двигателей
измеряется в децибелах реально
ощущаемого шума, где во
внимание принимается, помимо
громкости звука, еще и его
высота и продолжительность.
Все данные ниже приводятся
в таких децибелах.
Прирост в 10 децибелов,
означает повышение уровня
шума вдвое — так что звук,
измеряемый 60 децибелами,
кажется слушателю вдвое
громче, чем звук силой в
50 децибелов, и так далее.
Внутри вашего уха
▲ Когда над вами пролетает
реактивным самолет, он распространяет
вокруг себя звуковые волвы в виде
колебании уровня воздушного давления.
Эти волны создают вибрации в вашей
барабанной перепонке, которая
передает их через три маленькие
косточки — молоточек, наковальню и
стремечко — в заполненное воздухом
среднее ухо.
Оттуда вибрации проникают в
заполненное жидкостью внутреннее ухо,
проходя через полукружные каналы,
заведующие вашим равновесием,
и улитку. Слуховой нерв реагирует на
колебания жидкости в улитке,
преобразуя их в закодированные
импульсы. Импульсы поступают в мозг,
где они расшифровываются,
и в результате мы слышим звук.
Шорох листьев па легком ветерке. 33
Тихий шепот па расстоянии от одного до двух метров. 47
Обычная речь или шум в магазине, где много покупателей. 73
Гул голосов в неренол1К‘нном ресторане. 78
Громкая музыка проигрывателя в большой комнате. 95
Шум городского транспорта. Рев л дизельного (рузовика "[ па расстоянии восьми 1 метров. 05
Рев взлетающего «Боинга-747» прямо 1 над головой. 07
Звук работающей _ газонокосилки или воздушного 1 компрессора. 12
Рев «Боинга-707», И идущего на посадку в аэропорту. 18
Рев взлетающего -fl «Конкорда» прямо над В J ГОЛОВОЙ. “
89
Реактивные истребители
▲ Этот англо-французский истребитель-
бомбардировщик первоначально
проектировался как учебно-тренировочный
самолет и легкий штурмовик. Его
За время, прошедшее после первых
полетов «Ме-262» и «Метеоров» в конце
второй мировой войны, реактивная
истребительная авиация прошла большой
путь. Первые воздушные бои между
дозвуковыми реактивными истребителями
«Сэйбр» и «МиГ-15» произошли в 1950 г.,
во время Корейской войны, а в наши дни
ВВС во всем мире укомплектованы
современными сверхзвуковыми
истребителями.
Самолеты, изображенные на этих
страницах, состояли на вооружении
начиная с Корейской войны и кончая
1990 г. Другими классическими
реактивными истребителями являются
«Мираж F.IC» (см. с. 73) и «Торнадо»
(см. с. 95).
Все самолеты, за исключением «Сэйбр»
и «МиГ-15», снабжены реактивными
двигателями с форсажной камерой и
радиолокационными системами
обнаружения цели.
Указанные даты относятся к году
принятия самолета на вооружение.
Микояновский
«МиГ-15»,
1948
«СЕПЕКАТ
Ягуар GR.1A»,
1972
максимальная скорость достигает
1,6 Маха, и он очень маневренный.
Он оборудован современными элс>ггропными
системами и способен взлетать с грунтовой
полосы с полным боекомплектом па борту.
«Сааб JA-37»,
1978
▲ Шведский истребитель «Виггсп»
(«Гром») произошел от штурмовика
«JA-37», более раннего варианта этого
самолета. Под брюхом у «JA-37»
подвешен контейнер с авиапушками.
Подобно своим ранним вар вантам, он
может использовать для взлета и
посадки наряду с аэродромами и
обычные шоссейные дороги.
Североамериканский
«F-86 Сэйбр», 1949
◄ Североамериканский «F-86 Сэйбр*
стал вторым американским самолетом,
преодолевшим звуковой барьер; одно
время ему принадлежал мировой
рекорд скорости, равный 1073 км/ч.
Его звездный час пришелся на
Корейскую войну, вовремя которой
жертвами его шести 12,7-мм пулеметов
и ракет стали в общей сложности
792 «МиГ-15*.
◄ Советские «МиГ-15», пилотируемые
китайскими летчиками, поначалу имели
заметное превосходство над первыми
американскими реактивными
истребителями в небе Кореи, будучи па
целых 100 км/ч быстрее, чем
«F-80C Шутинг Стар* ВВС США и
«F9F Пантера» ВМС США. Однако и
тогда победа в воздушных боях не
всегда была на их стороне, а один из
«МиГов» был ебит в первую ясе педелю
боевых действий, став, таким образом,
первым самолетом, сбитым в бою между
реактивными самолетами.
«Локхид F-104
Старфайтер», 1958
► «Старфайтер» получил в свое время
прозвище «ракета с человеком внутри*
из-за узкого фюзеляжа с заостренным
носом и маленьких крыльев. Эти крылья
были настолько остры, что их передние
кромки приходилось зачехлять во время
наземного обслуживания, дабы техники о
них пс порезались.
«Дженерал Дайнэмикс
F-16», 1979
▲ Этот истребитель воздушного боя
ВВС США, получивший название
«Фаитинг Фо л кон», был также
принят на вооружение в ряде
европейских стран в «сачествс замены
«Старфантерам*. Он является одним из
наиболее маневренных самолетов в
истории авнацвн. Существует и его
вариант с менее мощным даигатслсм,
известный как «F-I6/79».
«В.А.С. Лайтнинг»
1960
«Макдоннелл Дуглас F-4 Фантом II».
1960
Съемный
топливный бак
А «Фантом» является одним из наиболее
широко используемых в мире технически
передовых боевых самолетов. Он был
создан потому, что ВМС США нуждались
в двухмоторном истребителе, способном
взлетать с палубы авианосца. Хотя
производство этих самолетов прекращено,
значительно более двух тысяч таких
машин все еще состоят па вооружении и
постоянно модернизируются.
«Фантом» снабжен большим радаром
для ведения воздушного боя и вооружен
рвкетами класса «воздух — воздух» и
шсстнсгиолпнюй
авиапушкой. Он может быть
использован для действии по наземным
целям бомбами, ракетами и
артиллерийским огнем.
«Макдоннелл Дуглас F-18
Хорнет», 1982 .
А «Лайтнинг» был первым сверхзвуковым
самолетом, поступившим па вооружение
Королевских ВВС. Он разгоняется от
Maxal до Маха2 за 3,5 минуты.
«Лайтнинг» не имел себе равных в
качестве высотного перехватчика, будучи
способен набирать высоту почти
вертикально, сразу после взлета.
Изаестеп по крайней мерс один случай,
когда ничего не подозреваюнщй самолет-
разведчик «U-2», летевший на высоте
25 000 м, был атакован «Лайтнингом».
► «Хорнет» в основном
используется морской пехотой
США в качестве перехватчика
либо штурмовика,
действующего с авианесущих
судов. Этот самолет способен
достигать скорости 1,8 Маха па
больших высотах.
Микояновский «МиГ-23».
1972
► Советские истребители-бомбардировщики
«МиГ-23» с изменяемой геометрией крыла
базируются в Восточной Европе, а также он
поставлялись некоторым странам Ближнего
Востока. Всепогодный истребитель,
представ лающий собой одну из его версий,
имеет большую носовую часть, вмещающую
радиолокационное оборудование.
Существуют также и варианты этой
ы — штурмовик и двухместный
учебно-тренировочный самоис
«ГраммэнР-14
Томкэт», 1974
► «Томкэт» состоит на вооружении
авианосцев ВМС США. Его основными
задачами являются прикрытие флота с
воздуха и боевая авиационная поддержка.
Кроме того, он применяется для
аэрофоторазведки. Его радар способен
обнаружить цель па расстоянии 250 км,
причем он может одновременно следить за
24 объектами.
91
Бомбардировщики и штурмовики
До 1960-х годов бомбардировщики
должны были подлетать к цели на
большой высоте, а затем заходить на
бомбометание в прямолинейном
полете для достижения
максимальной точности. Зачастую
они не имели никакого вооружения,
хотя на «В-52» была хвостовая
пушка. Затем противосамолетная
оборона была повышена с помощью
радарных установок. Теперь
самолеты ударной авиации
проектируются так, чтобы они могли
подлетать к цели на малой высоте и
большой скорости, близко следуя
контуру рельефа, чтобы проскочить
под вражескими радарами, и
используя при этом любые
естественные экранирующие
препятствия, такие, как холмы.
Электронная аппаратура
радиопротиводействия засекает
неприятельские радары и
автоматически излучает собственные
помеховые радиосигналы,
сбивающие их с толку. Кроме того,
самолет разбрасывает вокруг себя
фольгу — «мусор», — отражающую
радарные лучи (так называемый
ленточный отражатель), и выпускает
ложные факельные цели,
отвлекающие направленные на него
вражеские ракеты. Ни один летчик
не смог бы со всем этим управиться,
так что самолетом в основном
управляет компьютер.
Двигатели,
встроенные в крылья
Корпус окрашен в черный
цвет, чтобы сделать его
менее заметным.
-♦Бобровый» хвост
Когда Великобритания
отказалась от эксплуатации их
обычных авианосцев, этот
скоростной мощный штурмовик,
первоначально предназначавшийся для
морского базирования, бь!л передан
Королевским ВВС. Его бомбоотсек
вмещает четыре бомбы, а под крыльями
он песет четыре ракеты. Поскольку этот
самолет весьма экономичен и к тому же
может дозаправляться в воздухе через
приемник топлива, находящийся перед
кабиной, то его обычная дальность
полета составляет 3700 км.
Пилообразная
формакрыла
«Бритиш Эроспейс
Баккенир S.2», 1963
92
«Фэйрчайлд
Репаблик А-1ОД
Тандерболт 1Ь,
1975
► Тяжеловесный ♦Вартхог*
предназначен для уничтожения танков
и способен взлетать с коротких
грунтовых полос района военных
действий. Его скорость не превышает
680 км/ч, но мощная броня защищает
его от наземного огня. Его носовая
пушка способна выпускать ежесекундно
70 снарядов — каждый размером
с молочную бутылку.
«Рокуэлл
Интернешнл В-1 В».
1986
«Боинг В-52
Стратофортресс»,
1955
▲ Воеьмимоторный «В-52» ввляется самым
тяжелым в мире бомбардировщиком, его
взлетный вес превышает 200 т. Его длина
составляет 48 м, размах крыльев — свыше
56 м, а скорость полета достигает
1050 км/ч. Его боевая нагрузка состоит
из крылатых ракет с ядерными
боеголовками или обычных неуправляемых
бомб.
► Этот технически передовой
сверхзвуковой ядериый
бомбардировщик с топким силуэтом
снабжен крыльями с изменяемой
геометрией, которые отклоняются назад
для полета на больших скоростях и
выдвигаются вперед в остальных
случаях. Форсажные камеры четырех
его турбовентиляторных двигателей
позволяют самолету достигать скорости
Мах2.
Закругленная
кабина
Небесные шпионы
Бомбардировщик
«Нортроп В-2 Стеле», 1989
▲ Причудливая форма бомбардировщика
♦Стеле*, являющегося самолетом типа
♦летающее крыло*, призвана уменьшить
его радиолокационное отражение, к тому
же самолет изготовлен из специальных
материалов, поглощающих радарные
лучи. Впервые был применен во время
войны в Персидском заливе.
Реактивные самолеты, '
летающие па больших высотах,
регулярно следят за
проявлениями военной
активности потенциального
противника. Американский
самолет-разведчик «IJ-2* имел
очень длинные крылья, /
создающие большую подъемную
силу даже в разреженном
воздухе па больших высотах, и
он мог планировать па большое
расстояние, экономя горючее.
♦МиГ-25 Фоксбэт* летает на
высоте примерно 27 км со
скоростью 3,2 Маха. 11а нем
установлена самолетная РЛС
бокового обзора, а в носовой
части смонтированы пять
фотокамер.
Американский
иланеронодобный
♦Локхид U-2»
«Прыгающие» самолеты и крылья
Вентилятор
воздухо-
заборника
с изменяемом геометрией
Камера сгорания
Вращающееся сопло
Через задние
сопла выходят
горячие газы.
«Прыгающие» самолеты, или
самолеты с вертикальным взлетом и
посадкой, не нуждаются во взлетно-
посадочных полосах. Это означает,
что боевые самолеты такого рода
остаются в строю даже в случае
разрушения их аэродромов. Они
могут взлетать и с палуб небольших
судов без применения катапульт и
тормозных тросов.
Работа над самолетами с
вертикальным взлетом и посадкой
началась с «Флайинг Бедстед»
(«летающего стенда») (см. с. 98).
после чего экспериментальные
машины этого класса были созданы
в США. СССР, Франции и
Германии. Первым «прыгающим»
самолетом, поступившим на
вооружение Королевских ВВС, стал
в 1968 г. «Хоукер Сиддли Харриер»
с двигателем «Пегас», изображенным
вверху.
А Четыре реактивных сопла двигателя
«Пегас», установленного па «Харриере»,
при взлете направлены вертикально вниз
(Л). Затем они постепенно поворачиваются
назад, вока самолет не наберет скорость,
достаточную для того, чтобы крылья могли
поддерживать его в воздухе (В ). При посадке
этот же процесс происходит в обратном
направлении.
Двигатель
«Роллс-Ройс
Пегас»
▲ Проектировавшийся «Макдоннелл
Дуглас-260» должен был иметьтри
курбовеятиляторпых двигателя — одни
б носовой части и два других над
крыльями. Впоследствии эта
компания сконцентрировала свои
усилия па разработке
усовершенствованного варианта
«Харриера» для морской пехоты США.
Более быстрый
неприятельский
истребитель
устремляется в
атаку.
Пилот «Харриера»
переводит реактивные
сопла в переднее
положение.
▲ Вертикальный взлет выполняется так
же, как обычный полет, с той лишь
разницей, что реактивная струя
направлена вниз и вследствие этого
толкает самолет вверх. Попробуйте, держа
ручной душ на гибком шланге пад ванной,
резко повернуть край па открытие. Сила
водяной струи, вырывающейся из душа,
толкнет вашу руку вверх.
▲ «Прыгающий» самолет имеет
преимущество в воздушном бою. Если
«Хдрриер» преследуется каким-либо другим
истребителем, он может избежать
опасности с помощью особого приема,
так называемого изменения вектора тяги
в полете. Летчик переводит сопла из
заднего положения вперед до упора,
насколько это возможно.
В результате его реактивные двигатели
замедляют полет «Карриера» гораздо
быстрее, чем это могут сделать воздушгпяс
тормоза, и преследующий его истребитель
проскакивает мимо. Тогда пилот
«Харриера» может возвратить сопла
обратно и сесть ид хвост своему
противнику.
94
Германия
---Италия
4
Самолет с изменяемой геометрией крыла совместного
производства трех государств — «Панавиа Торнадо»
Великобритания
«Панавиа Торнадо» стал первым
европейским самолетом с
изменяемой геометрией крыла,
принятым на вооружение. Обучение
началось в 1981 г., а в 1982 г. этими
самолетами стали укомплектовывать
боевые эскадрильи. Первым же
самолетом с крылом изменяемой
стреловидности, принятым на
вооружение, был «Г-111»
американской компании «Дженерал
Дайнэмикс».
Благодаря подвижным крыльям, или
крыльям изменяемой геометрии,
«Торнадо» совмещает преимущества
длинных прямых крыльев при
полете на малых скоростях и посадке
со свойствами крыльев, полностью
отклоненных назад для высоких
скоростей.
5
2
Часть крыла, расположенная возле
фюзеляжа (1), остается
неподвижной, в то время как его
наружная секция (2) может
двигаться вперед или назад. Два
турбовентиляторных двигателя
«кВ-199» снабжены системой
реверсирования тяги (3),
позволяющей уменьшить длину
пробега самолета при посадке.
Вооружение самолета состоит из
двух встроенных 27-мм пушек (4),
различных ракет класса «воздух—
земля» (5) и ракет класса «воздух—
воздух» вроде «Спэрроу» (6).
Горючее может размещаться в
баках под крыльями (7), как и
внутри фюзеляжа. Имеется и
приемник топлива (8) для
лозаправки в полете.
► Пилот «Торнадо» может
варьирова ь угол стреловидное» п
своих крыльев. При взлете и
посадке они располагаются под
прямым углом, а при полете i ia
бо.п.|цойскоростипрпжмхц1ютея
ккорпусу, создавая
максимальнуюстреловпдиоеть.
Крылья < изменяемой геомс i pneii
еоединеныс жесткой коробчатом
конструкцией
в фюзеляже и приводятся
в движение гидравлическими
oil ювымм цил ш (драми.
Крыло
поворачивается
такой вот угол.
Фшурка летчика в
том же масштабе
95
Реактивные самолеты будущего
Реактивные самолеты завтрашнего дня
будут летать быстрее и выше
нынешних и при этом расходовать
меньше топлива на единицу
расстояния, к тому же шума от них
будет меньше. Возможно, когда-нибудь
они станут заправляться жидким
водородом, который не загрязняет
атмосферу и запасы которого
практически неисчерпаемы. Правда,
для такого топлива понадобятся
огромные баки и холодильные
установки.
Возможно, будет создано новое
поколение сверхзвуковых
авиалайнеров, скорость которых
достигнет махаЗ. В будущем им на
смену может прийти космоплан,
снабженный гибридным двигателем:
при взлете и полете на небольших
высотах будет действовать
турбовентиляторный двигатель, на
большой высоте его сменит
прямоточный воздушно-реактивный
двигатель (см. схему внизу) и, наконец,
на границе космического пространства
настанет черед ракетного двигателя.
А Во второй половине 1990-х годов ВВС
НАТО будут укомплектовапы новым
европейским самолетом-истребителем
EFA. Этот высокомансврепный самолет с
треугольным крылом в основном будет
действовать как истребитель, но может
быть использован и для нанесения ударов
но наземным целям. Маленькие носовые
крылья автоматически корректируют
траекторию полета самолета,
подверженного болтанке в турбулентном
воздухе при полете на малой высоте и
большой скорости. EFA мгновенно
разбился бы, если бы его полет
ежесекундно нс пилотировался бортовыми
компьютерами. Летчик будет управлять
некоторыми системами самолета, отдавая
команды голосом.
▲ Система так называемого обдува верхней
поверхности (английское сокращение USB )
позволяет сократить дистанцию разбега
самолета при взлете и пробега при посадке.
Двигатели при этом располагаются над
крыльями, как в первой машине подобного
рода «Боинге С-14».
Система обдува верхней поверхности
действует следующим образом: реактивная
струя проходи т над верхней
поверхностью крыла. Спецшинмыс
закрылки, установленные позади
задней кромки крыла, изгибаются
книзу по направлению к земле.
Выхлопные газы как бы прилипают к
закрылкам м отклоняются почти
вертикально вниз, создавая
подъемную силу.
Вы можете воепкртизшчути этот эффект,
подержав ложку обратной стороной под
струей воды из крана. Газы оотенактг
закрылки точно так же, как водяная струя
изгибается вокруг вашей ложки. Этот
эффект уже находит применение в
некоторых авиалайнерах—к примеру,
советских «Ан-72» и «Ап-74» или японском
«Асука».
Сверхзвуковые реактивные самолеты
с прямоточным двигателем
Воздушный
поток
Реактивная
струя
Устройство зажигания
Сжатие воздуха
Прямоточные реактивные
двигатели устроены очень просто,
но они работают только на
больших скоростях. Когда самолет
устремляется вперед, воздух
буквально «заталкивается» в
двигатель и там сжимается.
проходя через узкую горловину.
Подача и зажигание топлива
происходит точно так же, как и
в обычном реактивном двигателе.
Работы по созданию авиалайнера,
изображенного на этом рисунке,
находятся еще на ранних стадиях.
96
В ближайшие* годы реактивные авналаё
могут обзавсгтисьвоЗгГупшыми виндами.
Последним
словом в области разработки
реактивных двнгателНгсейчас являете» так
называемый открытый вентилятор,
пмепуемьшещешштовентилягорным
ин
1Я
двигателем или двигателем с сверхвысокой
степеныодвухкоптурности. Подобно
турбтнвеит11ляторном,удв11гателю
(ем. с.75), он состоит из турбореактивного
двигателя со встроенным вентилятором, пли
воздушным винтом, в передней либо в задней
его части, который создает дополиите.ты iy ю
тягу. Отличается же он от
турбовентиляторного двигателя тем, что еще
большая часть всасываемого возду ха
обгРкаетконту}>турбореактт1В|1О1х> двигателя
снаружи. Вентилятор закреп лен натойже
осн, что н турбина, вращаемая
расширяющимися горячимивыхлопными
газами.
В сравнении с турбореактивным или
турбовептшгяториымднпгателемтонэке
мощности вшгговептиляторггыи двигатель
экономичнее и производит меньше шума.
В сущности, затраты топлива во время
650-киломстрового полета изображстшого на
этом рисунке самолета «Макдоннелл Дуглас
МД-80» — летающего стенда могут быть
вдвое мепыними, чему«ДС-9», сравнимого
самолета этой компании.
Лопасти винта могут быть открытыми, то
есть выставлсгшыми маруягу, как на рисунке
справа, или экс закрытыми — помещенными
внутрь трубы, которая надежнее защищает
их от повреждении, а также уменьшает
ущерб, причиняемый самолету в случае
поломки винта.
▲ Этот проектируемый сверхзвуковой
авиалайнер «Макдоннелл Дуглас*
сможет перевозить 273 пассажиров на
скорости в 2,2 Маха. Необычная
форма его крыльев признана
уменьшить лобовое сопротивление по
сравнению с крыльями оэкивальной
формы, типа применяемых па
«Конкорде*.
▲ Этот странный самолет’ с изменяемой
геометрией крыла, похожий на ножницы,
в настоящее время изучает ся в НАСА. Эт от
принцип можстобеспечнть более просгую
и легкую систему изменения стре. ювпдгюсти
реактивных. кшнеров, так как проект
предполагает* наличие.ппнь одного
шарнирного соединения — а эти соединения
представляютсобой самую тяже. iy ю часть
любого сачолетас такими крыльями. Четыре
турбовентиляторных двигателя установлены
в длинных каналах в хвостовой части
самолета.
Эта идея отнюдь не нова. Еще во время
второй мировой войны немецкие
авиаконструкторы разрабатывали подобную
систему для истребителя, который должен
был называться «Блом-н-Фосс Р 202».
97
Важнейшие даты в
истории реактивной
авиации
Первым человеком, предложившим
использовать для полетов
реактивную тягу, был французский
воздухоплаватель Жозеф
Монгольфье. В 1783 г. он
попытался заставить нагретый
воздух, поднимавший его
воздушный шар, еще и передвигать
его в горизонтальном направлении,
но успеха в этом деле не добился.
А вот еще некоторые из
первопроходцев, оставивших след
в короткой, но бурной истории
реактивной авиации.
1865
Французским инженер де Луврие
разрабатывает первый серьезный
27 августа 1939
Капитан Эрих Варзиц совершил первый
полетнаэкспериментальном реактивном
самолете«Хейпкель-178».
30 ноября 1941
Первый перелет из Милана в Рим
]»еак ги иного самолета «N-1», созданного
итальянской компанией «Каирони-
На мпини».
27 июля 1944
Реакт11вныв11Стребители<<ГлостерМетеор->
британских ВВ( я оперши ли первый боевой
вылет против «самолетов-снарядов» Фау-1.
18септября1948
Псрвыйполетэкспсримепталыюгесамолета
«КонвэрХБ92А» с треугольным крылом.
27 июля 1949
Первый полет первого в миречисто
реактивного авпвлайнера «Де Хавиллавд
Комета». Регулярные паесажири^кцс рейсы
этого самолета начались в 1952 г.
8 ноября 1950
Первый воздушный бой между
реактивными самолетами вовремя
Кореш -кой войны, закончивпшпеятем, что
самолетJ 1<жхнд F-80 ебил китайский «МиГ-
15».
«Флаимнг
Бедстед»
(летающий
стенд)
3 августа 1954
Первый реактивный полете вертикальным
взлетом .летающегостепда «Флапинг
Бедстед», пи. ютнруемого летчиком-
испытателем фирмы < Роллс-Ройс* Р.Т.
Шеипсрдом.
Октябрь1959
Авиаком1ишим«ПавАмер11кан» начинает
первые кругосветные рейсы па
пассажирских авиалайнерах «Боинг- 707».
31 декабря 1968
Ожетсюш самолет «фу-144» выполняет
первый полет, став первым сверхзвуковым
авиалайнером, ноднявптимеяв воздух.
I апреля 1969
На вооружение Бирюлевских ВВС
Великобритании принят первый в мире
самолет е1 вертикал ьным взлетом и посадкой
«ХоукерСи? щдм Харрнер».
22 января 1970
Началорегулярных рейсов первого
«Боинга-747»—«ДжумбоДжет» —
авиак<пшвнин«Па11Хчершшн»1Юмаршруту
Ныо-Иорк—Лондон.
21 января 1970
Сверхзвуковойавиалайнср «Конкорд»
выполнил первые рейсы е пассажирами. До
этого «Ту- 144»совершил несколькопочтовых
рейсов.
Апрель 1988
Начало регуляр|П>гх полетов аэробуса
«А320», снабженного самыми
еовсршс1П1Ымиэлекгронныш1еистемами
своего времени.
L 7 июля 1989
I 1срвып полет бомбардировщика «Нортрон
В-2 Стеле», сироектпрованноготак, чтобы
сделать его малозаметным для радаров.
Любопытные
факты
А вы знаете, что реактивные
истребители могут летать
быстрее снарядов, которые они
выпускают, и что по крайней
мере один из них фактически
сбил самого себя? Вот еще
некоторые любопытные факты,
связанные с реактивными
самолетами и людьми, которые
на них летают.
Американский «Е-ЗА АВАКС» (борговая
система обнаружения и наведения)
является летающей командпопбазоп,
несущей на борту РЛС с обзором вниз,
которая может наблюдатьза районом
боевых действий с безопасного
расстояния. Каждый из «АВАКСов»
стоит 178 миллионов долларов, то
есть является одним из самых
дорогостоящих самолетов в мире.
Самым длинным из регулярных
беспосадочных рейсовявляетея перелет
Брюссель—Гавайи; расстояние в 11
791 км «Боинг-747»преодолеваетза 14
часов.
Модифицированный вариант
истребителя «МиГ-25 Фоксбэт» достиг
высоты 37,65 км, чти на 1996 г.
является абсолютаым мировым
рекордом высоты для самолетов. «МиГ-
25» способен достигать высоты 35 км за
4 минуты 11,3 секунды, при скорости
порядка 4(10 мвсекунду (что
значительно превышает Max I).
20 декабря 1968 г. авиакомпания
«Юнайтед Эрлайнз» перевезла на своих
реактивных авиалайнерах 118 519
пассажиров за одни сутки.
Самолет с прямоточным
В снос время во Франции были
с изданы и успешно испытаны три
прототипа реактивного самолета с
прямоточным двигателем, названного
«Ледюк 0.10»; их первый полете
работаюпщм двигателем состоялся в
1949 г. Оми стартовали с более
крупных самолетов и достигали
скорости порядка 800 км/ч при
двигателе, работающем вполовину своей
мощности. Позднее французский
экспериментальный самолет «Норд
Гриффен» использовал
турбореактивный двигатель,
установленным внутри огромного
примоточного двигателя, дли создания
тяги для взлета и набора высоты.
Когда же самолет летел па большой
высоте и с высокой скоростью,
вступал в работу прямоточный
двигатель.
98
Реактивный словарь
В этот словарь включены лишь
термины, не получившие
исчерпывающего объяснения в
других разделах книги. Другую
терминологию, относящуюся к
двигателям, вы найдете на
с. 74 и 75, а терминология,
связанная непосредственно с
полетом, приведена на с. 76 и 77.
«Дорнье До-31»
Авиазаправщик — грузовик с
цистерной, служащий для заправки
самолета топливом пли питьевой
водой.
Перехватчик — скоростной и
легкий боевой самолет,
предназначенный для уничтожения
атакующих самолетов или ракет
противника.
Приапгарная площадка
(«фартук»)— открытая часть
аэропорта, где самолеты
загружаются, заправляются
топливом и т.д.
Прототип — первый опытный
экземпляр (пли экземпляры) нового
типа самолета.
Одним из наиболее любопытных
экспериментальных самолетов с
вертикальным взлетом и посадкой
был военно-транспортный самолет
«Дорнье До-3 IE*. У пего имелось
десять двигателей, по одному
турбовентиляторному «Пегасу» с
каждой стороны фюзеляжа и по
четыре подъемных двигателя в
съемных контейнерах на конце
каждого крыла, а его крейсерская
скорость составляла 050 км/ч.
В конечном итоге от этого проекта
пришлось отказаться из-за его
дороговизны и чрезмерной сложности.
«В-58 Хастлер» носил под фюзеляжем
гигантских размеров обтекаемый
контейнер. Он состоял из двух
отделении. Нижнее представляло
собой топливный бак, который
сбрасывался в полете после того, как
все топливо было израсходовано.
В верхнем же наряду с топливом
размещалась бомба вли ракета. Эта
часть контейнера сбрасывалась, когда
самолет находился в районе цели, так
что обратно «Хастлер» летел налегке
и с более высокой скоростью.
> I
Наибольшая высота, на которой
приходилось катапультироваться
летчикам, составляет 17 000 м —
почти вдвое выше, чем Эверест.
9 апреля 1958 г, два члена экипажа
английского бомбардирошцика
«Электрик Канберра», взорвавшегося
па этом высоте, спаслись
невредимыми. Прежде чем их
парашюты автоматически
раскрылись, они пролетели вниз
14 000 м.
Самой быстрой из всех когда-либо
построенных реактивных «летающих
лодок» была «Мартин Симастер»,
скорость которой достигала почти
1000 км/ч. Четыре ее двигателя были
установлсш>1 попарно над
стреловидными крыльями.
29 декабря 1974 г. в авиалайнер
«Джумбо» компании «QANTAS Эрлайнз»
втиснулось рекордное число
пассажиров — 674 человека. Их
эвакуировали из австралийского
города Дарвина, па который
обрушился ураган, вызвавший
бедствие.
Глиссада планирования — траектория
самолета, заходящего на посадку.
Грузовая платформа — платформа для
перевозки грузов с отверстиями для
вильчатого захвата автопогрузчика.
Датчик — любой разведывательный
прибор, с помощью которого получают
информацию.
Действующий самолет — самолет,
состоящий па эксплуатации, — в
отличие от опытного образца.
Дозвуковой — медленнее Maxal.
Скорости от Maxal до Маха5
называются сверхзвуковыми. Более
высокие скорости именуются
гиперзвуковыми.
Камбуз — помещение для
приготовления пигци па борту
авиалание|М1.
Консоль — приборная панель самолета.
Лстиая кабина — помещение, где
находится экипаж авиалинпера.
Носок крыла — передняя кромка
крыла.
Обтекатель аптспны РЛС — защитным
кожух радиолокационного
оборудования.
СпоЙЛСрЫ ---ДЛИИН1.1С
металлические пластины, которые
могут быть подняты для
возмущения воздушного потока над
крыльями, что приводит к
уменьшению подъемной силы.
Створки рсверсирова1тя тяги —
устройство в задней части
реактивного двигателя. Оно
поворачивает реактивную струю в
направлении полета, тормозя
самолет.
Температура обшивки —
температура наружной поверхности
самолета.
Турбина — в реактивных
двигателях — колесо с изогнутыми
лопатками, вращаемое выхлопными
газами и в свою очередь
вращающее компрессор.
Форсажная камера — устройство
(которое также называется
дожиганием), в котором в
выхлопную трубу двигателя
впрыскивается и поджигается
-гонл иво для получения
дополнительной тяги.
Полет —- створки отрыты
Эшелонирование самолетов — система
управлышя воздушным движением, при
которой самолеты, приближающиеся к
переполненному аэродрому, описывают
круги вокруг радиомаяка иа постепенно
снижающихся уровнях, пока нс получат
разрешение па посадку.
«Ядро» реактивного двигателя —
центральная часть реактивного
двигателя, состоящая из компрессора и
систем вирыска топлива и зажигания.
99
Указатель
авиагоризонт 81
авиадиспетчер 82
авиазаправщик 99
автопилот 81. 85
«Асука», авиалайнер 96
«Белл»
«ХР-59Л Эркомет» 73
«Х-5» 95
«Боинг»
«В-52», бомбардировщик 93
«С-14», транспортный самолет 96
«707» 78
«747 Джумбо Джет> 82, 83, 84,
89,98
бомбардировщик 92—93
бортинженер 80
«Бритиш Эроспейс Баккснпр S.2» 92
Барзиц. Эрих 72,98
вентилятор 75. 94
вертикальный взлет и посадка 94
взлетно-посадочная полоса 82, 85
впнтовентилятор. см. двигатель
волны давления 86
вспомогательная силовая
установка 78
Герои 72
гироскоп 81
главный пилотажный дисплей 81
глиссада планирования 81,99
«ГлоетерЕ 28/39» 73
равнтадия 76
«Граммэн»
«F-14 Томкэт» 91
«Ягуар» 95
«Дассо/Бреге Дорнье Альфа»,
истребитель 99
датчик 99
двигатель 83
«Дженерал Электрик CF6» 78
высокая степень
двухконтурносгн 75
винтовентлляторный 97
прямоточный двигатель 96,98
«Роллс-Ройс Олимпус» 74—76
«Роллс-Ройс RB211» 75
т\рбовентиляторнын74,75.89,
93, 96. 97. 99
турбореактивный 73, 74
деЛуврле 98
«Дженерал Дапнэмнкс F-16» 90
диспетчерская вышка 82
дозвуковой 99
«Дорнье До 31Е» 99
EFA, европейским истребитель 96
задняя кромка крыла 79
закрылки 69. 79, 80
звуковой барьер 86
звуковой удар 87
звуковые волны 89
изменение вектора тяги в полете 94
инверсионный след 84
|пггерцепторы 79
истребитель 72-73,90—91,94-95,96
камера сгорания 74,75,94
«Капрони-Камппни» 72,73,98
киль 69. 76
«ковер» 87
«Комета-1» 78. 79, 98
компрессор 75, 94
компьютер 80.84,88
«Конвэр, XF-92A» 98
«Конкорд» 74, 86, 88. 97. 98
консоль 99
космоплан 96
крен 77, 81
крыло 69, 76. 79
аэробуса 79
треугольное 77, 98
оживальное 97
с изменяемой геометрией 94—95,
97
«Лайтнпнг» 91
«Ледюк 0.10.» 98
летная кабина 69, 78, 80, 99
лобовое сопротивление 76
«Локхид»
«F-80» 98
«F-I04 Старфайтер» 90
«SR-71» 86
«Тристар* 69, 75
«U-2» 83
.юпатка 74
«Макдоннелл Дуглас»
«F-4 Фантом» 91
«Г-18Хорнет- 91
«МД-80» 97
«260» 94
«Мартин Симастер» 99
Мах, Эрнст 86
«Ме-262» 73, 90
«Метеор- 73, 90
«МиГ»
«МиГ-15» 90,98
«МиГ-23» 91
«МпГ-25 Фоксбэт- 86, 93, 98
«Мираж» 70, 77
Монгольфье, Жозеф 98
навигационный дисплей 81
«Норд Грнффон» 98
«Нортроп В-2 Стеле», бомбардировщик
93,98
передняя кромка крыла 79. 88.99
предкрылки 79
вихрь 88
обдув верхней поверхности 96
ожидание разрешения на посадку 85, 99
Охапн, Пабст. фон 72
«Пап Американ Уорлд Эруэйс,- 78
«Панавпа Торнадо» 95
паровой шар 72
перехватчик 91,99
пилотажно-навигационные приборы
80-81
план полета 82
подъемная сила 76
прототип 99
«прыгающие» самолеты 94
прямоточный двигатель, см. двшатель
радар (РЛС) 81,92
радиомаяк 80, 81,84. 85
разница во времени при пересечении
часовых поясов 84—85
Райт, братья 82
ракета 92—93
реально ощущаемого шума децибелы 89
РЛС разведки погоды (метсолокатор) 69,
81,85
«Рокуэлл Интернэшнл В-IB*
бомбар шровщпк 93
рулежная дорожка 82
руль высоты 69, 76, 80
руль направления 69.76.80
рысканье 77
«Сааб.ГА-37» 90
самолетная РЛС бокового обзора 93
самолеты-разведчики 93
сверхзвуковые авиалайнеры 88, 96, 97,
98
Североамериканский «F-86 Сэибр» 90
«СЕПЕКАТ Яп-ар» 69
система посадки по приборам 81, 85
«Сквирт» 73
скорость звука 86—87
сопло 74, 75, 94
«Снптфайр» 72
спойлеры 79.99
стабилизатор 69, 7G
«Ст[>айкмастер», штурмовш? 76—77
«Супер Сэпбр» 87
Сэйср, Э. Дж 72
тангаж 77,81
топливо 76, 78, 80, 82. 83
третий закон механики 73
«Ту-144» 88, 98
турбина 74. 75, 78, 99
турбовентиляторный, см .двигатель
тяга 74. 99
ударные волны 86,88
Уиттл. Фрэнк 72, 73
Фау-I, «летающая бомба» 72. 98
«Флеминг Бедстед» 94, 98
«Фэйрчайлд Репаблик А-10А
Тандерболт II» 69, 93
«Хастлер» 87,99
«Хейикель»
«Хе-162 Саламандра» 72
«Хс-178» 72.73
«Хоукер Сиддлн Харрнер» 94. 99
шасси 69, 78
штурмовики 90,92—93,96
шум самолета 89
экипаж 80, 84
эксперименты 70
воздушное давление 74
авиагоризонт 81
ле иные испытания 76
слышимый звук 89
подъемная сила 77
звук 87
трет ий закон механики 73
профиль крыла 79
элевон 77
электронное радиопротиводействие 92
100
КНИГА ЧЕТВЕРТАЯ
ТЕЛЕВИДЕНИЕ
Кристофер Гриффин-Бил и Робин Ги
Редактор Линн Инглис
Оформление: Найджел Рик. Рут Рассел, Роджер Прапди
Иллюстрации: Гап Смит, Грэхем Раунд, Ричард Джонсон, Крис Лайон,
Иан Стефен, Грэхем Смит, Филип Шрамм, Джон Мак-Эван
Перевод с английского Я. Гальперштейна
Содержание
102 Телевизионная революция
104 Телевизионное вещание
106 Телевизионные и видеокамеры
108 Звук в телевидении
ПО В телестудии
112 Работа вне телестудий
114 В центральной аппаратной
116 Специальные эффекты
118 Компьютерные видеоэффекты
120 Запись и монтаж
122 Передача телевизионных
изображений
124 Как работают телевизоры
126 Телетекст
127 Телевизионные игры и
компьютеры
128 Домашняя видеотехника
130 Работа с видеокамерой
131 Развитие телевидения
132 Указатель
Технический консультант Чарльз Осборн
Телевизионная революция
Шестьдесят лет назад возможность передачи
изображений на расстояние могла бы показаться
чудом. Те телевизионные системы, которыми мы
пользуемся сегодня, были разработаны в 30-е годы.
А в 50-х годах произошла первая телевизионная
революция: телевизоры появились в миллионах
квартир и возникло множество компаний, которые
вели телепередачи.
В последние несколько лет происходит новая
телевизионная революция: теперь телевидение
представляет зрителю на выбор гораздо больше
возможностей. В основе этого огромный прогресс
технологии, и особенно — изобретение
интегральных микросхем. Это позволило
разрабатывать и создавать очень сложную, в то же
время достаточно легкую видеоаппаратуру, так что
ее можно использовать в быту. Сегодня вы можете
дома смотреть программы, передаваемые со
спутников Земли, принимать различную постоянно
обновляемую информацию, просматривать новые
кино- и видеофильмы и даже те видеопрограммы,
которые вы создали сами.
Это большая
антенна для
передачи
телевизионных
сигналов
Магнитный
диск видео-
фотокамеры
Вы можете пользоваться услугами
телевидения для того, чтобы
сделать покупки, не
выходя из дома.
Некоторые
программы
позволяют вам
заказать по тслеф
то, что вы хотите
увидеть на экране,
другие программы
дают возможность
зрителям принимать
участие в
телефонном
голосовании по
вопросам, о которых идет речь в
передаче.
Некоторые телевизионные и
видеопрограммы передаются со
стереофоническим звуковым
сопровождением, и телевизоры
спабжаются стереофоническими
громкоговорителями, такими, как этот.
Несмотря иа свои небольшие размеры,
они обеспечивают высокое качество
воспроизведения звука, не уступая
большим громкоговорителям лучших
стереофонических систем.
Специальные видеофотокамеры могут
использоваться точно так же, как
обычные фотоаппараты, только
изображение здесь не формируется на
фотопленке, а записывается па
магнитном диске, похожем на гибкие
диски для компьютера. После съемки
вы можете подключить свою камеру к
кассетному видеомагнитофону,
посмотреть фотографии па экране
телевизора и записать иа обычную
видеоленту те из них, которые вам
хочется сохранить. Информацию с
магнитного диска после этого можно
каждый раз стирать, а диск
использовать заново.
Телевизионные
компании создаю
и передают свои
программы и могут
приобретать
программы у других
компании.
Многие телевизионные
станции передают
специальную информацию в
виде текста или картинок.
Такая информация
называется телетекстом и
иногда может передаваться
одновременно с обычными
телевизионными
программами. Например, так
называемые субтитры —
когда на экране вы читаете
слова, произносимые в
программе. Субтитры, в
частности, нужны людям,
которые плохо слышат.
Иногда небольшая часть экрана
телевизора используется для показа
изображения, записанного на ленте
или передаваемого по другому
телевизионному каналу одновременно
с основным изображением. Тогда вы
можете смотреть одну программу и в
то же время следить за тем, что
передается по другой.
102
Прикладное телевидение
Кассет ный видеомагнитофон
позволяет вам записывать
телевизионные программы, чтобы
увидеть их позже, и просматривать
другие видеозаписи, которые вы
купили, взяли напрокат или сделает
сами.
Тслевидемше может не только занять ваш досу г.
Телевизионные п вщеотехнологии работают в самых
различных областях человеческой деятельности.
Видеокамеры пспо.тьзуют(*я хирургами при проведении
некоторых операций, а иногда и позволяют избежать
хирургического вмешательства. Например, при лечении
язвы желудка хирурги используют инструмент,
называемый эндоскопом, который вводится в желудок
больного. Эндоскоп заключает в себе тонкий пучок
оптических волокон. Через часть этих волокон передается
лазерное излучение, с помощью которого и лечат язву.
Другие оптические волокна несут изображение внутренней
части желудка. Это изображение появляется на
телевизионном экране, и врач вех* время может видеть
результаты работы.
Охранные видеокамеры устанавливаются на
автомобильных стоянках, it торговых центрах и других
общественных местах. Некоторые из них, например
установленные в банках, записывают на ленту то, что они
видят. Это бывает полезно при раскрытии преступлений.
Друтпе передают живую картинку на контрольные мониторы
службы безопасности, как показано выше.
Видеокамеры помогают регулировать движение
транспорта. Они передаю!' в центры управления картину
движения на сложных перекрестках. Это помогает
специалистам организовывать движение транспорта без
пробок.
103
Телевизионное вещание
Телевизионное вещание — это
процесс передачи изображений
и звукового сопровождения.
В основе процесса вещания —
два важных изобретения:
киносъемка (способ получения и
воспроизведения движущихся
изображений на пленке) и
радиовещание (передача
звуковых сигналов с помощью
радиоволн).
Телевидение было изобретено
после того, как удалось найти
способ преобразования
движущихся изображений в
электрические сигналы и
передачи их вместе со звуком по
радио. Слово «телевидение»
означает «видение на расстоянии».
Все телевизионные изображения,
которые вы видите на своих
экранах, делятся на «живые» —
когда действие происходит
одновременно с тем, как вы его
смотрите, и на записанные до
их передачи.
Изображения предварительно
записываются либо на пленке с
помощью кинокамеры, либо на
видеоленте с помощью видео-
или телевизионной камеры и
видеомагнитофона. Некоторые
программы могут быть
смешанными, т.е. составлеными
из «живого» и из записанного
материала.
«Живые» программы
На заре телевидения вее
программы были «живыми» (шли в
прямой эфир). Теперь же
большинство программ
записывается предварительно до
передачи. «Живыми» остаются те
программы, в которых важно
использовать самую свежую
информацию, например
программы новостей. Но даже
«живые» программы тоже
записываются во время их
передачи. Эти копии могут быть
показаны снова.
Предварительная
запись на видеоленту
Запись на магнитную видеоленту
используется в телевидении начиная
с 50-х годов. Изображения от
телевизионных камер и звуковые
сигналы от микрофонов передаются
к видеомагнитофону и записываются
па магнитную ленту, такую же, как
в бытовых видеокассетах. Ленты
с записями хранятся потом
в видсобнблиотеке и готовы к
воспроизведению, когда наступит
время их передачи в эфир. Перед
этим в записанных программах можно
устранить ошибки или вставить
новую информацию.
Предварительная
запись на пленку
Некоторые программы записываются
на кинопленку — пластиковую
пленку, покрытую
светочувствительным химическим
материалом. Как и фотопленка,
кинопленка должна быть проявлена
после съемки. Перед тем как
передавать отснятый материал, пленка
с изображением пропускается через
аппарат, называемый
телекинодатчиком, который
превращает изображение в
электронное, т.е. в электрические
сигналы. Эти сигналы потом
передаются обычным образом.
«Живой* сюжет
104
□□□□
Телевизионные сигналы
могут передаваться в
дома и по подземным
кабелям.
Радиоволны, нееущие сигналы звука
и изображения, излучаются во всех
направлениях передающей
антенной, установленной на
верхушке телевизионной мачты.
Обычная, или зеркальная
параболическая, телевизионная
антенна воспринимает
телевизионные радиосигналы, а
затем эти сигналы поступают по
кабелю к телевизору.
В телевизорах принятые электронные
сигналы преобразуются в звук п
изображение.
Радиосигналы могут быть переданы к
спутнику связи с помощью
направленных зеркальных
параболических антенн. Сигналы
повторно излучаются спутником в
принимаются зеркальными
приемными антеннами,
установленными на зданиях. /“)
DOOD_
□□□□
На передающей
телевизионной станции
передатчик создает
радиосигнал, который несет
информацию об
изображении и звуковом
сопровождении.
Телевизионные и видеокамеры
В телевизионных и видеокамерах
свет преобразуется в сигналы
электрического тока. Внутри
студийных телекамер нет ни
кинопленки, ни видеоленты.
Электрические сигналы
изображения передаются от этих
Студийная
телевизионная камера
Телекамеры бывают разных типов. На
этой картинке показана камера,
которая используется в
телевизионных студиях. Вее
телекамеры устроены и работают
одинаково, по при съемке
репортажей для программ новостей и
других съемках вне студии
(см. е. 112—113) используются
портативные телекамеры меиыиих
размеров, чем эта.
С помощью этого рулевого колеса
оператор поворачивает камеру,
направляя ее на нужный объект в
студии. Кроме того, камеру можно
поднимать, опускать и наклонять
вбок н ту или другую сгораю.
По этому кабелю электронные I
сигналы изображения передаются от
камеры в аппаратную
(см. с. 114—115). Поэтому же
кабелю к камере подастся
электроэнергия для питания камеры и
ведется так называемая двусторонняя
оперативная саязь — связь между
оператором и режиссером, указания
которого оператор слышит r своих
наушниках.
Объективы камер и крупность плана
Большинство камер имеют объективы с переменным
фокусным расстоянием, или вариообъективы. Такие
объективы позволяют изменять размеры объекта в кадре,
не перемещая камеру. Вариоо&ьективы дают возможность
быстро и плавно переходить от дальнего (общего) плана
к крупному плану. Для специальных съемок применяются
и другие виды объективов.
Крупный план
Средний план
Узким угол зрения
Широким угол
зрения
Дальний (общий)'
план
Для съемки очень крупных планов, когда
камера располагается максимально близко
к объекту, применяются макрссъемочные
объективы. Например, такой объектив
можно использовать при съемке насекомых,
и изображение этого маленького объекта
займет почти весь экран, как па этой
картинке.
Нормальный угол
зрения
Объективы с нормальным углом зрения позволяют получать
достаточно круиноплавовые изображения удаленных объектов,
захватывая нс слишком много отвлекающих посторонних
объектов (фона). Такие объективы могут использоваться,
например, для съемок на стадионах, когда камера должна
находиться в определенном точке, удалешюй от места действия.
Объективы е широким углом зрения используют, когда камера
находится близко к объекту съемки, но нужен более широкий
обзор, например при съемках в комнате. Камеру при этом
нельзя отодвинуть на достаточное расстояние, чтобы видеть
окружающую обставовку с помощью нормального объектива, но
широкоугольный позволит провести товую съемку.
камер по кабелям и потом либо
идут в эфир («живая» передача),
либо записываются на ленту
видеомагнитофона и передаются
позже. Обычно «живые»
программы тоже записываются во
время передачи.
Объектив
Видеокамеры легче и меньше,
чем телекамеры. Принцип их
работы такой же, как у
телекамер, но изображение и
звук записываются на ленту
внутри самой камеры.
Эта красная лампочка горит тогда,
когда передается или записывается
изображение, воспринимаемое именно
этой камерой. По этой лампочке
люди, на которых направлена камера,
узнают, что сейчас снимают именно
их, а персоналу, занятому выпуском
программы, легче следить за тем,
какая камера работает в данное
время.
Видоискатель — это маленький
телевизионный экран, где оператор
видит изображение, которое он
записывает или передает с этой
камеры. Если во время «живой»
передачи данная камера находится в
состоянии ожидания (работает другая
камера), то, чтобы помочь оператору
лучше ориентироваться в
происходящем, в видоискателе может
воспроизводиться изображение,
которое реально передается в данное
время.
Рукоятка для управления объективом
с переменным фокусным расстоянием
(см. ниже).
Студийные камеры чаще всего
устанавливают па колесных
подставках — тележках, благодаря
чему камеру можно плавно н без
сотрясений перемещать по студии.
106
Как работают телевизионные и видеокамеры
Камеры работают примерно так же,
как человеческий глаз. Мы с вами
можем видеть предметы благодаря
тому, что они отражают свет и
отраженный свет воспринимается
глазом. Глаз преобразует
отраженный от предметов свет в
сигналы, которые
расшифровываются человеческим
мозгом и воспринимаются как
изображение. В телевизионной
камере «живое» изображение
преобразуется в
последовательность электрических
сообщений, а в телевизорах,
наоборот, принятые электрические
сигналы преобразуются в
изображения.
В телевизионной камере свет,
прошедший через объектив, попадает
на оптическую призму. Она содержит
специальные фильтры, которые
расщепляют свет па красную, зеленую
и синюю составляющие. Эти три цвета
называются основными; при их
емешиванни в человеческом глазу
могут быть получены все остальные
цвета. Каждый из полученных
световых потоков направляется па
микросхему особого вида, называемую
прибором е зарядовой связью, или
сокращенно ПЗС. ПЗС преобразует
световые сигналы в электрические.
В телевизионной камере имеются три
ПЗС, по одному для каждого цвета.
Сигналы, вырабатываемые ПЗС,
усиливаются и обрабатываются другой
микросхемой. В результате достигается
четкость изображения и отсутствие
помех.
Скорость, с которой действуют
обрабатывающие устройства,
подключенные к ПЗС, задается
специальной микросхемой импульсного
генератора.
После обработки сигналы
объединяются устройством, которое
называется кодером, и сигнал на
выходе кодера может быть опять
преобразован в телевизионное
изображение. Кодирование сигнала
может выполняться различными
способами, в зависимости от принятого
а стране стандарта. В большинстве
стран Западной Европы используется
система кодирования, называемая
ПАЛ, во Франции, России и
некоторых других странах —- система
СЕКАМ, а в Америке — система
НТСЦ. Телевидение в любой стране
мира работает в одном из этих
стандартов. Эти три системы
несовместимы между собой, и поэтому
для нормального приема сигналов
нужно иметь телсинзор той системы,
которая используется при кодировании
в данной стране.
Как работают ПЗС
ПЗС покрыты оболочкой из
светочувствительного химического
материала, который преобразует
световые сигналы в электрические.
Этот материал состоит из множества
крошечных элементов,
расположенных рядами (строками),
как фотоэлементы солнечных
батарей, вырабатывающих
электрическую энергию при
воздействии солнечного света.
Каждый элемент в этих рядах —
строках вырабатывает электрический
сигнал, величина которого зависит
от количества света, попадающего на
элемент: чем больше света попадает
на элемент, тем больше
электрический сигнал. Уровни
электрических сигналов,
вырабатываемых элементами,
измеряются по очереди, один элемент
за другим. Этот процесс называется
сканированием и очень похож па то,
как вы читаете текст на странице
книги: слева направо слово за словом
и сверху вниз строчка за строчкой,
пока нс будет прочитана вся
страница.
В системах ПАЛ и СЕКАМ элементы
расположены в 625 строк, а вся
♦страница» прочитывается 25 раз в
секунду. В системе НТСЦ,
используемой в Америке и Японии,
количество строк равно 525 и они
прочитываются 30 раз в секунду.
107
Звук в телевидении
Звуковое сопровождение является такой же важной частью
телевизионной программы, как и изображение. Поэтому
телевизионные компании одинаково серьезно относятся к
проблемам качества при передаче и изображения, и звука.
Звук может передаваться немедленно или записываться на
ленту вместе с сигналами изображения.
С начала 90-х годов некоторые программы стали
передаваться со стереофоническим звуковым
сопровождением. Для того чтобы можно было
воспринимать звуковой стереоэффект при просмотре таких
программ, ваш телевизор должен иметь специальный
декодер и стереофонические громкоговорители.
Микрофоны
Основным устройством для восприятия звука в
телевизионном оборудовании является микрофон.
При создании программ используются разные типы
микрофонов, в зависимости от ситуации и характеристик
звука. Иногда в одной и той же программе используются
сразу несколько микрофонов.
При показе театральных постановок обычны
микрофоны на выдвижных металлических
штангах, установленных на штативах и часто
называемых «журавлями». Оператор,
работающий с таким «журавлем», регулирует
длин}’ и угол наклона штанги так, чтобы
микрофон находился как можно ближе к
говорящему, но не был виден в кадре.
Музыканты иногда
используют
микрофоны,
установленные на
регулируемых
металлических
подставках.
Репортеры часто используют ручные
микрофоны при работе вне студии,
когда нужно дать возможность кратко
высказаться нескольким людям н
репортер переходит от одного человека
к другому.
Во время различных
бесед и при чтении
новостей дикторами
часто иепользуются
маленькие микрофоны,
прикрепляемые
застежками к одежде.
Радиомикрофоны
Все показанные здесь микрофоны
присоединяются к магнитофону или
микшерскому пульту е помощью
проводов. Однако существуют
маленькие и легкие
радиомикрофоны, по имеющие
соединительных проводов. Они
применяются, если говорящему
нужно много двигаться среди людей,
например между проходящими или
проезжающими мимо камеры.
Такие микрофоны снабжены
маленькими радиопередатчиками,
которые передают ио радио звуки,
воспринимаемые микрофоном, на
расположенные поблизости
приемпики, а от приемников
сигналы поступают к шпапс|>ек(Л1у
пульту или магнитофону по кабелю.
Восприятие нужного звука
Как принять только тот
звук, который должен
быть передам, и отсеять
ненужные — вот одна из
задач, решаемых
звукоинженерами. Для
этого микрофоны очень
тщательно выбирают и
размещают в
прост|)анетве, регулируя
расстояние между
микрофоном и объектом —
источником звука.
Различные микрофоны
имеют неодинаковую
чувствительность к звуку,
приходящему е разных
направлений.
Некоторые микрофоны
одинаково воспринимают
звуки, поступающие со
всех направлений. Такие
микрофоны называются
ненаправленными.
Микрофоны, которые
воспринимают только звуки
от источников, находящихся
перед ними, н имеют позади
так называемую мертвую
зону, называются
кардиоидными, или
направленными.
и
Некоторые микрофоны
воспринимают только звуки,
поступающие е двух
противоположных сторон.
Такие микрофоны
называются
двунаправленными и нужны
тогда, когда двое говорящих
находятся лицом к лицу.
108
Как работает микрофон
Микрофон с подвижной
Мембрана
Любые звуки вызваны
колебаниями того или иного
источника. Колебания
распространяются в воздухе
и заставляют колебаться
другие объекты. Звук,
который вы слышите,
представляет собой
колебания барабанной
перепонки внутри уха.
В микрофоне имеется
чувствительная
металлическая пластинка,
называемая мембраной.
Мембрана колеблется в
соответствии со звуковыми
колебаниями. Размах
колебании мембраны
зависит от силы звука, а
частота —• от высоты
К мембране прикреплено
устройство, которое преобразует
колебания мембраны н
электрические сигналы. В разных
микрофонах для этого могут
использоваться разные устройства:
подвижная катушка, лента или
конденсатор; соответственно
различают микрофоны с
подвижной катушкой
(электродинамические), ленточные
и конденсаторные.
В микрофонах с подвижной
катушкой имеется магнит и
тонкая проволочная
катушка, прикрепленная к
мембране. Когда катушка
движется около магнита, в
ней начинает течь
электрический ток,
соответствующий звуковому
сигналу.
звукового тона.
Микшерский пульт
В «живых» программах электрические сигналы от
микрофонов поступают на микшерский пульт. Это
устройство принимает сигналы от всех микрофонов и
от других источников, например с магнитофонной
ленты или ео звуковой дорожки кинофильма. Звук от
других источников может быть и «живым». Например,
на микшерский пульт могут поступать звуковые
сигналы из телефонной сети, сигналы из других студий
или от микрофонов, находящихся вообще нне студий.
На этих экранах
демонстрируются
изображения от Часы
разных .
источников: с
видеоленты,
кинопленки или от, 1 I
телевизионных V
камер. —в.
На этом экране
демонстрируется передаваемое
или записываемое изображение.
Органы управления
Мнкшерекии пульт выглядит очень
сложным устройством, но в
действительности он состоит из
большого количества одинаковых
панелей управления, каждая из
которых предназначена для отдельного
источника звука и называется
каналом. Здесь показаны два канала
микшерского пульта, расположенные
рядом.
Усиление: регулирует уровень звука/
Выравнивание: регулирует
содержание низкочастотных
(басовых), ереднечастотных и
высокочастотных составляющих звука.
Фильтрация: устраняет
нежелательные шумы, например
создаваемые уличным движением.
О
о S w 43
,gg <3 Up
Q w 8
О
Q C3
О
Шумы публики: регулирует звук,
создаваемый зрителями в студии.
Эхо: делает звук более объемным. ; igp-
То тгп'илишш.К' OTV1UU
ЙШ' гЙГ
Телевизионные студии строятся
акустически «мертвыми», т.е. такими,
чтобы в них не было ни отражений
звука, ни фоновых шумов.
В результате голоса и другие звуки в
студии звучат очень тускло и как бы
безжизггепно. Эффект эха делает звук
более «живым». Эхо может
регулироваться в зависимости от
сюжета.
Панорамирование: позволяет
перемещать кажущийся источник
звука при стереофоническом вещании,
звука при стереофоническом вещании, .
так что звук слышен слева или справа.
С помощью микшерского пульта можно регулировать
звук во всех каналах. В одной программе может
использоваться до 40 разных источников звука. Если
программа «живая», то звук регулируется прямо во
время передачи программы в эфир. Если программа
записывается для последующей передачи, то общее
отрегулированное звуковое сопровождение записывается
вместе с изображением на видеоленте.
Громкость: позволяет плавно делать
звук громче или тише, для чего
оператор сдвигает эту рукоятку вверх
или вниз. Для каждого источника
звука нужна отдельная регулировка,
поскольку голоса, музыкальные
инструменты н другие источники
имеют разную громкость и все они
должны быть определенным образом
сбалансированы между собой.
109
В телестудии
Ассистент режиссера
Зрители
Режиссерская аппаратная
ч « *
Оператор
видеомикшера
Чаще всего телевизионные
программы делаются в студиях.
На телецентре обычно
несколько студий разных
размеров. За каждой из них
закреплены три аппаратные:
звукорежиссерская, свето- и
видеотехническая и
режиссерская. В общёй
центральной аппаратной
координируются программы из
всех студий и подготавливается
материал для передачи
телевизионной станцией.
На картинке степы
аппаратных срезаны по
; i этой красной липин,
чтобы вы могли видеть
К {] вею студию целиком.
Зву ко режиссерская
аппаратная
В звукорежисссрской аппаратной
находятся звукоинженеры,
которые следит за качеством звука
и принимают меры для того,
чтобы в микрофоны пс попадали
посторонние шумы. Они
регулируют громкость и тембр
звука, а если нужно, добавляют
музыку, смех или специальные
звуковые эффекты. После этого
сигналы передаются в
режиссерскую аппаратную.
На телеэкранах —
мониторах — люди и
студии могут видеть
изображение, которое
будет передаваться.
У всех членов съемочной
бригады имеются
наушники, в них
слышны команды
режиссера,
находящегося в
режиссерской
аппаратной.
Камера, установленная на
студийном кране с
электрическим
управлением, используется
для съемки под высоким
ракурсным углом.
Помощник режиссера
следит за тем, чтобы
все исполнители
находились па нужных
местах в нужное время.
Угол наклона
осветительных приборов и
положение шторов перед
ними регулируются е
помощью длинной
штанги.
Ассистент режиссера
отвечает за правильное
размещение аппаратуры
и передает актерам
инструкции режиссера.
Это режиссерская аппаратная. Здесь работает
режиссер вместе с ассистентом видеорежиссера,
оператором видеомикшера и техническим
руководителем. У режиссера и ассистента
видеорежиссера имеются микрофоны, и их указания
слышат в студии те, у кого имеются наушники, а
Осветительные приборы
подвешены на сетке,
прикрепленной к потолку.
Каждый из этих приборов имеет
электродвигатель и может
перемещаться вверх-вниз.
Управляются они
переключателем, который
находится внизу, в студии.
Микрофон
Телевизионные студии могут быть самых разных
размеров. Одни похожи на огромные комнаты,
другие — на залы в театрах и кино с рядами мест для
зрителей. В студии, показанной здесь, снимается
эпизод научно-фантастического телесериала.
В этой студии установлены два комплекта декораций.
Слева подальше — зеленый интерьер космического
корабля, а слева поближе — два актера в декорации,
изображающей поверхность планеты. Каждая
декорации имеет фон и бутафорские реквизиты для
разных частей спектакля. После того как все сцены, в
которых используются эти декорации, будут отсняты и
записаны, декорации заменяются другими. Перед
передачей программы записанные сцены будут
расположены в нужном порядке. Съемка ведется
двумя камерами под разными углами. Отснятый
обеими камерами материал записывается и затем
редактируется.
Актеры
Микрофонный
Красная
лампочка на
камере
показывает, с
какой камеры
в данное
время
записывается
В драматических
программах вроде этой
зрителей в студии обычно
не бывает. Зрителей
приглашают на съемки
только определенных
программ — комедийных
шоу, различных бесед и
передается
изображение.
Администратор студии является
представителем режиссера. Он
получает от режиссера указания
через наушники и отвечает за то,
чтобы все шло гладко.
Видеорежиссер
руководитель
Видеоаппаратная L
а также те, кто находится в звуковой и видеоаппаратных.
Изображения от камер поступают сюда же на
телевизионные экраны, и режиссер даст указания
операторам телекамер, администратору студии и
оператору видеомикшера. (Болес подробно о
режиссерской аппаратной рассказано на с. 114—115.)
Все сигналы от телекамер
проходят в режиссерскую
аппаратную через
видеоаппаратную. Видеорежиссер
контролирует качество
изображения и баланс цветов.
Режиссер ио свету тоже здесь и
следит за тем, чтобы
(Кчм-ттези.мьи- приборы
находились в нужном положении и
давали требуемую яркость.
111
Часто телевизионная программа
создается вне телестудии. При этом
возникают самые разные проблемы
и бывает необходимо специальное
оборудование. В случаях, когда
нужно вести «живую» передачу с
помощью нескольких камер,
например во время репортажей со
спортивных соревнований,
используются передвижные
телевизионные станции. Это
несколько телевизионных камер и
передвижная аппаратная, которые
обслуживаются группой
специалистов.
Вплоть до 80-х годов все виды таких
передач, например интервью или
передачи из театров и концертных
залов, снимались на кинопленку.
Хотя пленка и требовала
дальнейшей обработки, но зато
киноаппаратура была компактной и
легче, чем обычное студийное
телевизионное оборудование.
В настоящее время вместо
киноаппаратуры используется не
менее удобная и небольшая по
размерам видеоаппаратура. При
этом, поскольку видеолента не
требует обработки, отснятый
материал можно немедленно
передавать в эфир.
Центром управления при
внестудийных передачах является
передвижная аппаратная. Это
большой вагон е оборудованием,
которое мы видели в режиссерской,
звукорежиссерской и
видсоаппаратных телевизионной
студии. Здесь принимаются
изображения от всех камер,
выбираются нужные и передаются
на телевизионную станцию по радио
или по кабельным линиям.
Подготовка программ
новостей
Камера 1
Оетронаправлснный
микрофон
Внестудийные передачи
Есть немало телевизионных передач,
сюжеты которых не предназначались
специально для показа по
телевидению. Это, например,
большинство спортивных передач.
Они снимаются вне студий и
называются поэтому внестудийными.
Вне студий снимаются и части других
программ. Такие передачи не
обязательно снимаются на открытом
воздухе. Внестудийными являются
также передачи из театров,
концертных залон и других закрытых
помещений.
Из тех мест, где
проложены кабельные
линии связи, сигналы
передаются на
телевизионную
станцию по этим
кабелям, а если таких
линий нет, то по радио
с передвижной
радиомачты,
устанавливаемой рядом
с вагоном. Обычно
используются
зеркальные приемные и
передающие антенны.
Здесь подключаются кабели
от камер и микрофонов.
Комментаторы обычно располагаются
на таких местах, чтобы им было
видно вею арену целиком, но у них
есть и телевизионные мониторы,
показывающие изображение,
даваемое каждой камерой.
Комментатор строит свой рассказ,
частично исходя из того, что видит
он сам, а частично -— из того, что
показывают мониторы, и старается,
чтобы его слова согласовывались с
тем, что видит зритель на
телеэкране.
3
Для передачи новостей особенно важна
скорость. Видеокамеры сейчас могут
обслуживаться одним оператором,
тогда как раньше для видео- и
киносъемок было нужно два человека:
один для записи изображения, а
второй — для записи звука.
Передачу «живых» сюжетов для
программ новостей быстрее всего
можно осуществить по радио. Для
этого на вагонах устанавливаются
небольшие передатчики, которые
посылают сигнал по радио прямо в
телевизионную студию.
Сюжеты о менее срочных
новостях записываются на
видеоленту. Они должны быть
доставлены и студию как можно
быстрее. Обычно быстрее всего
обеспечивает их доставку курьер
на мотоцикле.
112
Как и при вещании из студий, при внестудийных
передачах работают несколько камер. Обычно это
камеры такого же типа, как н в студиях, но теперь
чаще используется специальная малогабаритная н
легкая аппаратура. Такие камеры можно устанавливать
не только на земле, но и на крышах автомобилей,
зданий или на специальных платформах.
$
Ж
При внестудийных
передачах часто бывает
невозможно установить
микрофон около источника
звука. Тогда используются
остронаправленные
микрофоны — они
принимают звук с
довольно большого
расстояния, если он
приходит от источника, на
который направлен
микрофон. Такие
микрофоны часто бывают
покрыты ворсистым
защитным материалом,
чтобы уменьшить шум,
создаваемый ветром.
Микроволновые
радиоканалы
Если пет подходящих кабельных
линии, то сигналы от передвижном
аппаратной передаются на
телевизионную станцию с помощью
радиоволн. Это очень короткие
волны, называемые микроволнами.
С их помощью можно также
передавать сигналы от камер к
аппаратной, если почему-либо
использование кабеля неудобно.
Микроволновые радиосигналы пс
создают помех для каналом
передачи телевизионных программ
к зрителям. Они нс могут
преодолевать препятствий,
закрывающих прямую видимость, и
часто отражаются последовательно
несколькими антеннами, прежде
чем достигнут телевизионной
станции.
Киносъемки на
натуре
Если при подготовке
телевизионной программы
используются кинокамеры вне
студии, то такие съемки
называются натурными. Многие
телевизионные спектакли н
фильмы содержат киноэпизоды.
Съемки па натуре не обязательно
ведутся на открытом воздухе,
В студии пс всегда можно создать
достаточно реалистичные условия,
Телевизионные станции по всей
стране объединяются между собой
специальными наземными н
микроволновыми линиями связи.
Таким образом, интервью, взятое у
того или иного человека в студии или
вне ее, может быть показано по всей
стране.
Для передач между континентами
используются спутники связи, через
которые передаются и телефонные
сообщения, и телевизионные сигналы.
Подвижные зеркальные антенны вроде
этой способны передавать «живые*
сообщения почти из любой точки на
Земле.
и тогдо съемки ведутся и в
помещениях вне студий.
При натурных съемках
используется только одна камера,
и поэтому каждый кадр заранее
тщательно планируется и
подготавливается. Звук
записывают отдельно на
специальный магнитофон.
В начале каждого эпизода
используется так называемая
хлопушка, чтобы звук н
изображение могли быть точно
согласованы между собой при их
совмещении ( это называется
синхронизацией ).
Одной камерой каждая сцена
снимается несколько раз разными
планами, например общим или
крупным планом, и под разными
углами. Позже редактор-монтажер
должен выбрать наилучший
вариант н вырезать все остальные.
113
В центральной аппаратной
В центральной аппаратной создаются телевизионные
программы. Сюда поступают изображения от камер,
находящихся в студии, и предварительно отснятые
кинопленки или видеоленты с записями, здесь к
программе добавляются музыка и другие звуковые
эффекты, графика, титры, и в результате получается
программа, готовая к передаче. В «живых»
программах, например при передаче новостей, вся
эта работа делается в то же время, когда
программа передается в эфир.
Предварительно записанные программы хранятся
на видеоленте и передаются тогда, когда это
полагается по расписанию. Бригада в центральной
аппаратной работает и создает программы
совместно со своими коллегами в студии. На этих
страницах показано, как это делается.
Кто что делает
Продюсер — это хозяин
всей программы.
Продюсер решает, о чем
будет передача, какова
6;>;it-i ее
продолжительность, н
обдумывает другие
редакционные детали. Он
отвечает за всю бригаду,
создающую программу.
Режиссер отвечает за то,
что вы увидите на своем
телеэкране. Он
просматривает все
изображения,
поступающие от
студийных камер, снятые
на кинопленку и
записанные на видеоленту,
и решает, какие
изображения н как долго
следует передавать.
Режиссер дает персоналу
в студии указания,
которые слышны в
наушниках, по так
называемой системе
оперативной связи.
Оператор видеомикшера,
следуя указаниям
режиссера, подготавливает
каждый кадр к передаче.
Он работает за
впд<‘омнкш<‘рским пультом
и может вводить
соответствj гощие
видеоэффекты (см. с. 116)-
Технический
руководитель отвечает за
всю аппаратуру в студим и
центральной аппаратной.
Оп обеспечивает
готовность всего
оборудования, нужного
для данной программы.
Ассистент
видеорежиссера следит за
правильным чередованием
кадров во времени н за
тем, чтобы все шло по
плану, намеченному
режиссером.
Лдмингстратор студии
управляет всей работой,
следуя указаниям
режиссера-
Предварительный монитор
показывает следующий
кадр, выбранный для
передачи.
Изображения с кинопленки
или видеоленты
Монитор передачи
показывает передаваемое
изображение.
Изображения
компьютерной
графики
Компьютер новостей
Этот компьютер
является
генератором
символов и
вырабатывает
текст,
появляющийся ня
экране. х-
На экранах
На этой картинке показано
оборудование центральной аппаратной
во время «живой* передачи новостей.
Бригада, работающая над передачей,
смотрит на экраны, называемые
мониторами. Изображения от всех
источников (от студийных или
внестудийных камер, е видеоленты,
кинопленки или поступающие из
других студий) демонстрируются
каждое ня отдельном маленьком
Микрофоны
системы
оперативной
связи между
центральной
аппаратной и
студией
Часы, находящиеся над
монитором передачи, очень
важны: передача нс может
продолжаться слишком долго, и
ассистент видеорежиссера
должен следить за временем.
мониторе. На двух мониторах
побольше (это монитор передачи н
предварительный монитор)
демонстрируется изображение,
которое передается или
записывается в данное время, и
изображение, которое будет
передано или записано следующим.
Еще несколько маленьких мониторов
демонстрируют титры и другие
графические изображения,
создаваемые с помощью
специальных компьютеров.
14
Пульт видеомикшера
Пульт вндеомпкшера используется для
подготовки изображений к передаче,
д. га их смены наплывом или переходом
от одного эпизода к другому врезкой
(подробнее об этом см. с. 116). Ряды
кнопок называются каналами, а три
группы каналов называются блоками.
В каждом канале имеется по одной
кнопке для каждой камеры и для
любого другого источника
изображений, например для
видеоленты или для кинопленки.
Оператор вндеомпкшера выбирает то
и. hi иное изображение для передачи
или записи, нажимая на
соответствующую кнопку. Кнопка
после этого светится и этим указывает
на источник изображения,
передаваемого нлп записываемого в
данное время.
I Бикине два канала составляют
главный блок, который используется
д.1я прямых переходов к следующему
кадру. Более сложные эффекты
создаются заранее е помощью верхних
двух блоков кнопок, а затем поступают
к основному блоку.
Этот вертикальный
ряд кнопок — для
камеры 1
Этот ряд — для
камеры 2
Следующий
кадр для
передачи
Кнопки с. 7-й по 12-ю —
для видеоленты,
кинопленки и других
источников изображения
Передача новостей
В студии за дикторским пультом, находящимся перед
камерой, сидит диктор. В дикторский пульт встроен
небольшой компьютер, через который во время
передачи программы проходит обновляемая
информация и инструкции. У диктора есть еще один
аппарат, через который он во время передачи может
слышать незаметные для зрителей инструкции
режиссера из центральной аппаратной. 11а маленьком
экране, также скрытом от телезрителей, диктор видит
изображение, передаваемое в эфир.
В программах новостей обычно используются только
одна или две камеры, так как диктор сидит
неподвижно, но зато идет большое количество видео-
н кинорепортажей, «живых» сюжетов, внестудийных
или получаемых из других студии. Такне сюжеты
часто показывают па большом телевизионном экране,
находящемся перед днкгором. гак что он может
видеть то. о чем говорит, вместе со зрителями
(см. с. ИЗ).
115
Специальные эффекты
Двойные экспозиции
£
*
Изображения, появляющиеся на экране вашего
телевизора, не всегда бывают точно такими, как «живой»
сюжет, передаваемый одной телевизионной камерой.
В центральной или видеомонтажной аппаратной
изображение, поступающее от одной камеры,
комбинируется с помощью электронных устройств
с другими изображениями.
Комбинации разных изображений в одном кадре могут
приводить к необыкновенным и даже сказочным
эффектам. Однако чаще мы видим более обычное
использование специальных эффектов в программах
новостей или, например, в прогнозах погоды. На этих
двух страницах и на с. 118—119 мы объясним, как
создаются некоторые специальные эффекты.
Попытайтесь, если сможете, узнать их на экране, когда
будете смотреть телевизор.
Врезки, наплывы и вытеснения
шторкой
Наиболее часто применяемые п простые аффекты — это
разные способы смены кадров, с.1едук>1цнх один за
другим. Делается это оператором видеомикшера на
пульте, который показан на с. 115. На картинках внизу
показано, как выглядят простые врезкп. наплывы и
вытеснения шторкой на экране.
Врезки — это просто быстрые переходы от одного
изображения к другому.
При наплывах одно изображение заменяется другим
постепенно, так. что какое-то время оба изображения
видны вместе.
При вытеснениях шторкой одно изображение как бы
плавно стирается, а па этом месте появляется
соответствующая часть другого изображения.
Здесь актер (назовем его Фредом № 1) появляется на
экране вдвоем е самим собой (Фредом № 2). Эти двое
могут даже разговаривать друг с другом. Такой эффект
называется двойной экспозицией.
Двойная экспозиция получается при съемке одного н того
же сюжета дважды. Сначала Фред № I остается в левой
части декорации и при разговоре делает паузы,
достаточно длинные для того, чтобы Фред № 2 мог ему
отвечать. Эта ецепа записывается на видеоленту А. После
этого актер становится Фредом № 2. Оп теперь находится
только в правой части декорации и при разговоре делает
паузы для слов, сказанных Фредом № I, которые уже
записаны. Камера при съемке не двигается, поэтому все
детали фона остаются на одних и тех же местах в обоих
кадрах.
Окончательный
С тех пор как началось широкое пепользоканпе
компьютерных видеоэффектов, эти простые эффекты
стали использоваться реже. Па с. 118—119 более
подробно рассказано о тех удивительных специальных
эффектах, которые могут быть созданы компьютерами.
Сигнал с ленты А передается на пульт видеомикшера
одновременно е кадром, в котором снимается Фред № 2.
Эти два сигнала складываются и записываются на новую
видеоленту. В окончательном виде два совершенно
одинаковых Фреда беседуют друг с другом.
116
Цветовая рирпроекция
Цветовая рирпроекция — это наиболее распространенный
способ комбинирования двух изображении. Опа может
использоваться для создания фантастических эффектов и
изображений, которые невозможно получить обычным
образом. При рирпроекции удаляются все части кадра,
которые имеют один и тот же цвет, называемый
фоновым. Обычно в качестве фононого цвета выбирается
прко-сипий, потому что циет человеческой кожи
практически не содержит синих оттенков.
Диктор сидит перед прко-сипим фоном. Выходной сигнал
от камеры попадает па обрабатывающее устройство
(процессор), где из сигнала удаляются все синие детали,
н получается так называемый силуэтный сигнал. В этом
сигнале — только изображение диктора, без фона. После
этого силуэтный сигнал поступает на электронный
переключатель, где пустой фон, который раньше был
сипим, заполняется изображением от какого-либо
источника. В результате создается комбинированное
изображение.
Здесь фон заполпястея изображением карты погоды,
получаемым от камеры 2. Однако новое изображение для
фопа можно получать и из других источников:
с кинопленки, видеоленты, от других камер н даже от
внестудийных источников изображения.
Эффекты цветовой рирпроекции
Здесь показано, как создастся
изображение летящего ковра-
самолета. Фон заполняется
движущимся изображением псба
с облаками, снятым с самолета.
Цветовая рирпроекция позволяет
изменять реальные масштабы
вещей в кадре. Чтобы получить
этот эффект, кошка была снята с
близкого, а человек, наоборот, е
далекого расстояния.
Электронный переключатель может не
удалять детали, имеющие фоновый
цвет, а, наоборот, убрать все другие
детали. Тогда остаются только детали
фонового цвета и в результате пустым
оказывается передний план кадра. Это
пустое место заполняется
изображением от другого источника.
Здесь вы видите танцующую фигуру,
состоящую из языков пламени, что
получено в результате
комбинирования изображения танцора
с видеозаписью огня.
«Используя способ двойной экспозиции,
описанный слева, вместе с цветовой
рирпроекцией, можно получить
изображение, на котором крошечный
Фред № 2 танцует на своей
собственной гигантской руке — руке
Фреда № 1. Изображение Фреда № 1
записано предварительно, а Фред № 2
снят с дальнего расстояния.
Чтобы создать эффект, при котором
фигура человека растворяется в
воздухе, сначала эта фигура
вписывается в пейзаж способом
цветовой рирпроекции. Потом оператор
видеомикшера плавно регулирует
комбинированное изображение, убирая
из него фигуру человека, которая на
экране будет видна все слабее и
наконец совсем исчезнет.
117
Компьютерные видеоэффекты
Специальные эффекты, которые
показаны на предыдущих
страницах, делаются с помощью
обычного видеомикшерского
пульта. Хотя они и довольно
выразительны, но являются только
способами комбинирования разных
кадров. Чтобы получить
действительно эффектное зрелище,
необходим компьютер.
Компьютер видеоэффектов
манипулирует изображениями,
полученными от телекамер, с ___
л 1$ '
видеоленты или кинопленки,
самыми различными способами.
Изображения могут быть
перекрашены, в них могут быть
внесены элементы других
изображений, изображения могут
сжиматься, сплющиваться и
вытягиваться, скручиваться,
наклоняться, двигаться вокруг
экрана, повторяться, отражаться и
расщепляться. Некоторые из этих
компьютерных видеоэффектов
показаны ниже.
◄ Движущиеся телевизионные
изображения, в том числе и «живые»,
появляются на четырех поверхностях
этого вертящегося куба. __________
Я Движущееся
изображение
расщепляется на
четыре скользящих
кусочка.
Для того чтобы А
скрыть лицо,
часто используется
мозаичная
накладка.
Я Движущиеся
изображения
фиксируются на этих
пересекающихся
плоскостях на любом
фоне.
Этот
эффект
называется
соляризацией.
Как работает
компьютер
видеоэффектов
Телевизионные компьютеры
видеоэффектов — такие же
цифровые электронно-
вычислительные машины, как и все
другие компьютеры. Информация
здесь представляется
последовательностями электрических
импульсов. Сигнал от телекамеры
между тем пе является цифровым, а
представляет собой непрерывно
изменяющийся электрический ток.
Такая информация называется
аналоговой.
2 Цифровой сигнал
изображения передается к
элементу компьютера,
называемому кадровой
памятью. В этой памяти
может храниться
информация об одном
полном телевизионном
кадре, и с этой информацией
можно продолжать работать.
Машины, создающие
видеоэффекты, работают
довольно медленно, так как
обрабатывают
последовательно один кадр
за другим. а таких кадров за
одну секунду проходит всего
3Uii.ui 25 (см. с. 124, 125).
Кроме того, требуется
большой объем памяти для
118
Палитра
цветов
Манипулятор
«мышь*
Этот маленьким диск
хранит тысячи
фотографии.
Компьютерное
рисование
Сигнал от телекамеры или с
видеоленты подается па компьютер
видеоэффектов.
2
Аналоговый сигнал должен быть
преобразован в цифровую форму,
понятную для компьютера. Для этого
значения сигнала изменяются
несколько миллионов раз за ескунду.
Полученные значения представляются
цифрами, которые используются
компьютером для создания цифрового
изображения. Так компьютер создает
цифровые изображения
последовательно кадр за кадром, по
одному кадру в единицу времени.
Пока изображение находится в
кадровой памяти компьютера,
художник может работать с
ним. Например, он может
менять некоторые цвета нли
формы предметов, складывать
изображения н даже рисовать
на них.
хранения всей информации об \
изображении. Поэтому такие
компьютеры используются чаще
всего для создания неподвижных
картин, таких, как фон, карты,
фотографии, илн для создания
коротких движущихся
последовательностей
(объявления или титры).
g Окончательно сформированное
w цифровое изображение должно быть
преобразовано опять в аналоговый сигнал,
который можно передавать. Некоторые
телевизионные камеры вырабатывают на
своем выходе сразу цифровой сигнал,
пригодный для использования его
компьютером. Инженеры в настоящее
время запиты проблемой создания
цифрового телевизионного вещания и,
«оответственно, цифровых телевизоров.
Графический
планшет
Клавиатура
Определенные виды компьютеров
могут создавать телевизионные
изображения из рисунков. Такие
графические компьютеры, которые
иногда называют телевизионными
коробками с красками,
вырабатывают на своем выходе
видеосигнал. Оформители или
художники пользуются электронным
карандашом или манипулятором
«мышь* и графическим планшетом
для создания картинки, которая
демонстрируется па экране. Можно
создавать изображения в любом
стиле — от карандашных рисунков
до акварелей. Компьютер может
также захватить изображение, чтобы
оформитель мог манипулировать им
по своему желанию.
Видеобиблиотеки
Неподвижные телевизионные изображения,
записанные с помощью компьютера, часто
хранятся в видеобиблиотеке. Для этого
используются лазерные диски, похожие на
музыкальные компакт-диски, или
интегральные схемы памяти. Каждое
изображение в видеобиблиотеке имеет свое
имя и может быть вызвано очень быстро,
потому что компьютер прочитает любую
часть памяти на диске практически
мгновенно, в отличие от чтения с ленты,
которую в процессе поиска надо
перематывать.
В вндеобиблиотеках хранятся, например,
фотографии известных политиков, «звезд*
эстрады и кино или известных спортсменов.
11Q
Запись и монтаж
Большинство телевизионных
программ перед передачей
записываются и монтируются.
Даже «живые», не монтированные
программы записываются, т.е. при
передаче идет непрерывная
запись.
Монтажом называется процесс,
при котором различные сцены
Как работает видеомагнитофон
Голоккя записи
«Пента с
записью
Лента без
записи
Проволочная
катушка
Электрический сигнал из студии или
"| от отдельной телекамеры передается
на электромагнитную головку записи
видеомагнитофона. Эта головка
представляет собой катушку нз
провода, намотанного на небольшой
железным сердечник. Когда сигнал
проходит по проводу, железо
намагничивается, причем
напряженность магнитного поля
зависит от величины электрического
сигнала.
Частички
фсйси гкелеяа
перед,3йписый <
расположи пл
х'аотичес ком
порядйе*
или планы объединяются в одну
непрерывную программу нужной
длительности. В программах,
составленных из разных сцен и
записанных как «живые» (т.е. с
использованием видеомикшера и
нескольких камер), возможны
ошибки, которые при монтаже
надо вырезать- Монтаж даже
После перемотки ленты для воспроизведения
опа снопа проходит через головку. В это
время головка выполняет работу, обратную
той, которую она выполняла при записи:
магнитный рисунок на ленте теперь
преобразуется обратно в электрический
сигнал. Сигнал подается на телевизор, и
записанное изображение воспроизводится на
экране.
помогает сделать более
жизненными такие программы, как
спектакли, материал, снятый на
кинопленку одной камерой, и
документальные кадры. При
монтаже можно расположить
выбранный материал в таком
порядке, чтобы получалось связное
и логичное повествование.
Железный
сердечник
2 Видеолента сделана из пластмассы,
покрытой тонким слоем окиси железа,
состоящим из мельчайших частичек.
Когда лента соприкасается с головкой
записи, слой намагничивается.
Частички при этом располагаются в
виде упорядоченного рисунка в
соответствии е напряженностью
магнитного поля головки.
Носле-запиец
частички ©кйеи-
Железя- составляют
упорядоченный
рисунок.
Движущиеся головки
На обычных магнитофонах звук записывается на
ленту по прямой липин, проходящей вдоль ленты. Для
видеозаписи нужно было отыскать другой способ,
позволяющий более компактно размещать
информацию иа ленте. Если использовать такой же
способ, как при звукозаписи, то для часовой
программы потребуется примерно 100 км лепты, в то
время как в видеосистемах для этого нужно толы,-о
150 м. Для решения этой задачи головки
видеомагнитофонов при прохождении через них ленты
тоже движутся. При этом запись ведется по
диагональным (винтовым) дорожкам, что даст
возможность разместить па лепте больше информации.
Каждая диагональная дорожка несет информацию о
половине отдельного кадра*.
Сигнал звукового сопровождения телевизионной
программы записывается с помощью отдельной головки,
и звуковая дорожка представляет собой прямую линию,
проходящую вдоль края лепты ниже дорожек с
видеозаписью.
Лепта протягивается со
скоростью около 100 мм в
секунду.
За счет вращения головок скорость
записи больше скорости движения
ленты и составляет около 6 м в
секунду и более.
Звуковая дорожка
Две диагональные дорожки от
края до края ленты содержат
информацию об одном
отдельном кадре
телевизионного изображения.
Барабан
На колесе, находящемся внутри барабана, смонтированы
несколько головок записи. В некоторых системах
используются четыре головки, в других — только две.
Лента движется вокруг барабана но спирали, а колесо и
головки вращаются в противоположном направлении.
Чтобы облегчить последующий монтаж, каждому кадру
присваивается свой номер, называемый временным кодом.
Номер записывается на лепте в виде электронной
кодовой последовательности в то же время, когда
записываются изображение н звуковое сопровождение.
Некоторые бытовые видеомагнитофоны н видеокамеры
тоже имеют такую возможность. Работают бытовые
видеомагнитофоны точно так же, как н вещательные
видеомагнитофоны, о которых рассказано здесь.
120 * Более подробно о том. почему мы воспринимаем отдельные кадры как движущееся изображение, см. на с. 124 и 125.
Видеомонтаж
Видеомонтаж ведется путем
копировшшя материала с одной
ленты на другую. Этот процесс
требует но меньшей мере двух
аппаратов. Видеомагнитофон-
источник воспроизводит требуемые
записи с первой ленты, а основной
Генератор
символов для
создания текста
на экране
Этот монитор
показывает
изображение с
основной лепты.
Здесь
демонстрируются
изображения с лент-
источников.
Монтажный
компьютер
переключает
основной
магнитофон в
режим записи.
Видеомигннто фон-
источник N 1
Видеомагнитофон-
источник N 2
Копированием управляет
специальный компьютер. Он
использует временные коды,
записанные на видеолентах.
Программа компьютера
предусматривает переключение
основного магнитофона из режима
воспроизведения в режим записи,
когда в магнитофоне-источнике на
ленте достигается точка
видеомагнитофон записывает' их
на основную ленту. Несколько
мапгитофонов-источников
используются так, чтобы можно
было смешивать воспроизводимые
ими изображения е помощью
вндеомпкшера.
временного кода выбранного кадра.
Монтировать видеоленту, отрезая и
склеивая ее кусочки, невозможно:
ведь при этом вы не можете видеть
изображение, а потому очень
трудно понять, где же нужно
резать. Кроме того, отрезая ленту,
можно внести искажения, а
склейки способны повредить
записывающие головки.
Монтаж кинопленки
При монтаже кинопленки изображение в
каждом кадре можно видеть, а поэтому
пленку можно резать н склеивать.
Негативы оригинала обрабатываются в
лаборатории н с них печатают рабочие
копии. Монтажер режет эти копии и
соединяет выбранные куски пленки с
помощью прозрачной ленты. Затем
соответствующий оригинальный негатив
монтируется с помощью химического
клея, и к нему подбирается рабочая
копия. Окончательная
демонстрационная копия не имеет
склеек: она изготавливается путем
печати со смонтированных негативов на
неэкспонированную пленку.
Окончательная
цветная копия
Для изготовления
демонстрационной
копни используется
наклеенный негатив.
Звук записывается на другую
пленку, покрытую частичками
магнитного материала, как звуковая
магнитная лента. На монтажном
столе отверстия перфорации пленки
с изображением н пленки с записью
звука совмещаются, и монтажер
может резать н склеивать обе
пленки, не нарушая синхронности
звука н изображения.
Монтаж в домашних условиях
Если у вас есть видеокамера и кассетный
видеомагнитофон, то ны можете сами монтировать
отснятый вами материал. При этом камера будет работать
как источник, а магнитофон проведет основную запись иа
ленте.
Сначала вы должны просмотреть вашу запись иа
телевизионном экране, чтобы решить, какие ее части вам
понадобятся и в каком порядке. После этого, глядя в
видоискатель камеры и используя счетчик расхода ленты,
вы сможете отыскать нужные кадры на лейте.
Отыскав нужный материал, вы должны затем подключить
камеру к входному гнезду магнитофона, чтобы можно было
вести запись с камеры. Используя видоискатель камеры
для просмотра ленты-источника, вы сможете записать
нужные вам кадры в новой последовательности: лента
перематывается вперед н назад, чтобы выбрать для
копирования те сцены, которые вам нужны. Ненужный
материал пропускается. В большинстве видеокамер и
видеомагнитофонов предусмотрены такие способы
копирования и монтажа, которые облегчат вам
изготовление склеек, практически невидимых иа экране.
Некоторые модели обеспечивают простейшее
видеомнкшировавойе, добавление новой звуковой дорожки
н даже создание текста на экране.
Передача телевизионных изображений
В основном телевизионные
изображения принимаются
телевизорами по радио.
Электронные сигналы от
телевизионной станции
передаются по кабелям к
передающей станции. Там они
комбинируются с
радиосигналами и излучаются в
эфир. Антенны, подключенные
к телевизорам в домах,
воспринимают эти сигналы.
Иногда для передачи сигналов
используются подземные
Что происходит передатчике
Звуковом
сигнал
Задающие
генераторы
вырабатывают
радиосигналы
® Сигнал —
изображены!
Мо/1уляторы
смешивают сигналы
звука и изображения с
радиосигналами
кабели — обычно там, где
трудно организовать
радиопередачу телевизионных
сигналов. Для передачи
телевизионных программ на
очень большие расстояния
используются спутники связи.
Как кабельные, так и
спутниковые системы могут
использоваться для организации
платного телевидения, когда
зрители платят вещательной
компании за возможность
смотреть ее программы.
Усилители повышают мощность
радиосигналов
Радиосигналы
звука и
изображения
смешиваются
вместе в блоке
сложения
Радиоволны
распространяются
во всех
направлениях
так же, как свет
от маяка.
Радиосигналы могут сильно
ослабляться при наличии
препятствии па пути их
распространения. Поэтому
обычно передающие антенны
размещают как можно выше,
чтобы увеличить зону*, в которой
радиоволны пс встречают
препятствии.
4
1
В передатчике имеется два
задающих генератора. Они
вырабатывают радиосигналы,
называемые несущими: один
для изображения, а второй для
звукового сопровождения. Они
посылаются на два модулятора,
где смешиваются с сигналами
звука и изображения
(модулируются этими
сигналами). Полученные
модулированные радиосигналы
усиливаются в усилителях,
складываются вместе и
подаются па передающую
антенну.
Приемные антенны
воспринимают
радиосигналы и
передают их по кабелю
к телевизору.
Радиоволны
Длинные волны (низкие частоты)
Короткие волны (высокие частоты)
wwwvw
Радиосигналы различаются по
длине волны (расстояние между
верхушками двух соседних волн)
или по частоте (количество волн в
течение одной секунды). Длинные
волны соответствуют низким
частотам, а короткие — высоким.
Телевизионные сигналы обычно
передаются па очень высоких
частотах (ОВЧ) или на
ультравысокмх частотах (УВЧ).
Все телевизионные компании,
ведущие передачи в одной
географической зоне, должны
работать на разных длинах волн.
Если онн будут использовать одну
и чу же частоту или разные, по
очень близкие частоты, то сигналы
будут беспорядочно смешиваться
один с другим и разделить их в
телевизоре будет невозможно.
Передача с помощью радиоволн
Радиоволны от телевизионных
передатчиков обычно не могут
распространяться без больших потерь на
расстояния больше 80 км. Чтобы
передавать их дальше, телевизионные
компании используют несколько
передатчиков, расположенных в цепочку,
в которой каждый передатчик
воспринимает сигнал от предыдущего и
передаст к следующему. Если по пути
этой цепочки встречаются высокие
холмы, которые могут сильно ослабить
радиосигнал, в таких местах нужно
либо установить передатчик на
вершине холма, либо передать сигнал
но наземной линии связи.
Люди, живущие в холмистых районах,
иногда принимают дважды один и тот
же сигнал: одни сигнал приходит к ним
прямо от передатчика, а второй —
отразившись от поверхности холма.
В результате принимаемое изображение
становится многоконтурпым: основное
изображение как бы отбрасывает
нечеткую тень па экране. Чтобы
избежать этого, иногда строят местные
ретрансляционные станции. Они
принимают основной сигнал н повторно
передают его на другой частоте. На эту
частоту могут настроить свои
телевизоры тс, у кого на экране при
приеме основного сигнала появляется
многоконтурное изображение.
Передача через спутники
Для передачи сигналов на
очень большие расстояния
лучше всего использовать
«путники связи. Орбиты
спутников, предназначенных
для передачи телевизионных
сигналов, расположены над
экватором
на высоте 35 786 км.
па этой высоте над
спутник обращается вокруг'
Земли за 24 часа. Но,
поскольку Земля сама
вращается с той же скоростью,
спутник оказывается висящим
неподвижно над одной и той ясе
областью поверхности Земли.
Тикал орбита называется
сосгационарной, а область па
Телевизионный сигнал передается
к спутнику с помощью большой
зеркальной антенны па так
называемой земной станции. На
спутнике сигнал принимается,
усиливается н передается обратно
па Землю. Для того чтобы
принимать сигналы со спутника, вы
должны иметь собственную
Экватор
небольшую зеркальную антенну,
направленную точно на то место
небе, где «висит* спутник. Зеркало! —-
антенны фокусирует принимаемый
со спутника телевизионный сигнал
(подобно тому как линза
фокусирует световые лучи) на
приемнике, соединенном кабелем с
телевизором.
Передача по кабелям
Телевизионным компаниям выделено
для вещания ограниченное
количество рабочих частот. Однако
в некоторых районах телевизионные
сигналы могут передаваться также
но подземным кабельным сетям.
Оптический кабель
со стекловолокном
Новейшие системы способны
передавать одновременно множество
сигналов телевизионных каналов. В
таких системах используются
волоконно-оптические кабели. Эти
кабели содержат волокна из очень
чистого стекла, толщина которых
сравнима с толщиной волоса. Сигналы
через такие волокна передаются <•
помощью импульсов светового
излучения от лазера.
г?ч
Как работают телевизоры
В телевизорах электрические
сигналы, вырабатываемые
телекамерами и микрофонами,
преобразуются опять в
изображение и звук.
Телевизионные антенны
воспринимают сигналы от
передающих антенн и посылают их
по кабелю к антенному разъему,
который обычно находится на
задней стенке телевизора.
Когда вы включаете свой
телевизор, сигналы звука и
изображения отделяются от
несущего сигнала и один от
другого. Звуковой сигнал подается
на громкоговоритель телевизора, а
сигнал изображения поступает на
кинескоп и превращается в
изображение, которое вы видите
на экране.
Электронные пушки
этот встречается чаще
всех.
Луч от зеленой
пушки
Луч от синей
пушки
люминофора Теневая маска
Луч от красной
Как работает кинескоп
1. После того как сигнал
изображения отделен от сигнала
звукового сопровождения оп
разделяется на три
отдельных цветовых
сигнала — красный,
синий н зеленый.
Кинескоп преобразует
эти сигналы в свет на
экране. Кинескоп,
показанный здесь,
называется масочным.
Существуют и другие
типы кинескопов, но
2. В хвосте кинескопа находятся три
электронные пушки, которые
направляют на экран электронные
лучи. Электроны — это частички
атома. Все атомы содержат ядро в
центре, а электроны вращаются
вокруг него. Каждый электрон песет
определенный электрический заряд.
Количество электричества,
излучаемого в виде электронов каждой
пушкой, определяется величиной
сигнала, подаваемого на эту пушку.
3. На лицевой части трубки
находится экран. С внутренней
стороны экран покрыт мельчайшими
полосками или точками химического
вещества, называемого
люминофором. Используются три
вида люминофоров. Один при
попадании на него электронного луча
светится красным светом, второй —
зеленым, а третий — синим.
4. Мощный электронный луч
заставляет люминофор светиться
ярко, а более слабый луч — более
тускло. Электронные лучи
направляются на группы полосок
или точек люминофора, называемые
триадами, но очереди, начиная с
левого верхнего утла экрана, а далее
слева направо н сверху вниз.
Движущиеся изображения
Хотя телевизионное изображение и
воспринимается как движущееся,
на самом деле оно представляет
собой последовательность
неподвижных кадров, которые
демонстрируются быстро один за
другим. Любое изображение
фиксируется в человеческом мозгу в
течение одной десятой доли
секунды, прежде чем окончательно
исчезнуть. Этот эффект называется
инерцией зрения. Поскольку
5. Позади экрана имеется
металлическая пластина, в которой
просверлены тысячи отверстий. Эта
пластина называется теневой маской.
Каждое отверстие в маске соответствует
отдельной триаде. Маска располагается
так, чтобы каждый из трех электронных
лучей, создаваемых пушками, попадал
на люминофор соответствующего цвета:
красный луч — на красный люминофор
и т.д.
телевизионные станции передают
25 или 30 кадров в секунду, вы
воспринимаете изображение как
непрерывное и движущееся.
То же самое происходит и в кино, где
отдельные кадры неподвижного
изображения демонстрируются со
скоростью 24 кадра в секунду. На
отрезке кинопленки, показанном
здесь, видны отдельные кадры.
Каждый кадр очень незначительно
отличается от двух соседних.
Обман зрения
Если вы посмотрите на телевизионный экран с близкого
расстояния, то увидите, что изображение состоит из
множества горизонтальных линии, называемых строками.
В Европе п многих других районах мира таких строк 625,
а в Америке п в Японии — 525. Строки, в свою очередь,
состоят из мельчайших точек или полосок люминофора,
которые светятся красным, синим или зеленым при приеме
телевизионного вещательного сигнала. В большинстве
случаев на экранах более миллиона таких точек. Три
цвета смешиваются в вашем глазу, создавая все те
краски, которые вы видите па телеэкране.
Реально изображение создается по одной точке в единицу
времени. Точки зажигаются и гаснут по очереди вдоль
каждой строки, и так строка за строкой сверху вниз по
экрану. Это происходит так быстро, что каждая точка на
экране кажется светящейся все время, и вы
воспринимаете полное изображение, а не отдельные его
точки. Это еще один пример эффекта инерции зрения,
который дает нам возможность воспринимать движущиеся
изображения и который описан на предыдущей странице.
Селектор
пропускает
сигналы
выбранного
вами канала.
Сигналы
направляются к
кинескопу.
Нажимая кнопку,
вы даете указание
селектору сменить,
канал.
ООО
ООО
Дистанционное
управление
Большинство современных
телевизоров имеют пульты
дистанционного управления для
переключения каналов,
регулирования громкости и других
целей. Пульты передают команды к
телевизору с помощью
инфракрасных световых лучей. Это
излучение импульсное и напоминает
код Морзе. В телевизоре имеется
приемник, который, принимая эти
лучи, превращает их в
электрические сигналы и подает на
декодер. Декодер посылает
информацию к соответствующим
органам управления телевизором.
шш
Саиал! 1 | Канал 2 Канал3 С Канал4
Выбор канала
Телевизоры предоставляют
возможность выбирать программы,
передаваемые разными станциями.
Радиоволны, несущие телевмзнош1ыс
сигналы, разделены но отдельным
каналам в соответствии с длиной или
частотой волны (см. с. 122).
В каждой зоне для каждой станции
выделяются разные каналы, так что
телевизионные станции используют
разные частоты дли передачи своих
программ. Между каналами имеются
защитные частотные промежутки,
чтобы передачи по разным каналам не
создавали взаимных помех.
Радиосигналы сначала поступают па
селектор каналов вашего телевизора.
Ои пропускает только определенные
участки полосы частот и
настраивается так, чтобы через него
мог проходить сигнал любого
выбранного вами капала — из тех,
что может принимать данный
телевизор. Вы можете настроить свой
телевизор на тот канал, который
хотите емотреть. Новый телевизор
можно настроить на отдельные
частоты каналов, при этом каждая
кнопка может соответствовать
определенной станции.
Телетекст
Телетекст — это вид информационного
обслуживания, который предоставляют некоторые
телевизионные станции. Информация выдается на
экраны телевизоров, и тогда изображения на
экране называются страницами. Страницы
телетекста передаются одновременно с обычными
программами, но в вашем телевизоре должен быть
специальный приемник, чтобы вы могли их видеть.
Для выбора страниц телетекста, которые вас
интересуют, нужно воспользоваться специальными
кнопками на пульте дистанционного управления.
Информация телетекста может быть разнообразной:
обзоры новостей, прогнозы погоды, программы
телепередач, сообщения, взятые из телепрограмм,
например рецепты, и даже анекдоты и различные
изображения, предоставленные самими зрителями.
Текущая информация
Страницы телетекста подаются па
компьютер па телевизионной станции
все вместе в виде небольших цветных
блоков для формирования простых
изображений вроде показанных здесь.
Большим преимуществом телетекста
является то, что сообщения здесь можно
просто и быстро обновлять. Это очень
важно при передаче такой постоянно
меняющейся информации, как новости
или информация о ценах. Телетекс г
часто попользуется для получения
сведений, дублирующих телевизионные
программы, ио вы можете получать с е«ч>
помощью и информацию, которую трудно
найти где-либо еще, например о том, па
каких улицах ведутся дорожные работы.
Платная информация
Как работает телетекст
Такие данные размещаются иа
специальных страницах телетекста,
которые могут видеть только абоненты,
оплачивающие эту услугу. Платнан
информация передается в закодированном
виде, и поэтому ее не может видеть никто
другой, кроме таких абонентов.
Страницы телетекста создаются и
записываются в памяти
компьютера в виде цифровых
сигналов. После этого они
передаются так же, как и обычные
телевизионные программы.
В верхней части на каждом
телевизионном экране имеется
несколько резервных свободных
строк для сигналов телетекста.
Если ваш телевизор плохо
настроен, то в этой части экрана
вы можете увидеть белые вспышки.
Кроме того, эти свободные строки
используются для предоставления
информации радиоинженерам.
Субтитры
Субтитры для людей е плохим слухом
передаются как телетекст
одновременно с некоторыми
программами. При этом экран
полностью занимает обычное
телевизионное изображение и только
малая часть экрана занята субтитрами.
Прием телетекста \
Все страницы телетекста имеют свои
номера и передаются последовательно
одна за другой. Когда вы выбираете
нужную страницу, ваш телевизор
должен подождать, пока эта страница
будет передана, и только после этого
она появится на экране. Это может
занять около 20 секунд. Страница
запоминается в вашем телевизоре и
демонстрируется до тех нор, пока вы
нс выберете другую или не
выключите телевизор.
Наиболее популярные страницы
телетекста, например программы
телепередач, сводки погоды или
информации о цепах, повторяются в
передаваемой последовательности не
по одному, а по нескольку раз, чтобы
уменьшить время ожидания.
126
Т е левизионные
Обычный телевизор можно
использовать как дисплей для
бытовых компьютеров и для
компьютерных игр.
Профессиональные компьютеры
оснащены специальными
собственными дисплеями, или
мониторами, которые не могут
демонстрировать телепередачи.
Телевизоры же достаточно хороши
для видеоигр, но не подходят для
более серьезных целей, например для
подготовки и обработки текстов.
В этих случаях нужен специальный
компьютерный монитор, который
дает более детальное изображение,
чем телевизор.
Наши возможности использования
телевизоров значительно расширились
и изменились с появлением лазерных
компакт-дисков, где записываются
телевизионные программы.
Воспроизводятся и демонстрируются
они на совершенно новом принципе,
об этом и рассказывается здесь.
игры и компьютеры
Видеоигры и бытовые компьютеры
Видео- или телевизионные игровые
системы включают в себя пульт
управления, позволяют играть в самые
разные видеоигры, но не могут выполнять
других компьютерных функций, таких, как
обработка текстов. В отличие от
компьютеров, на пульте управления
игровой системой нет клавиатуры, а
только две ручки управления, которые
называются координатными указателями,
или джойстиками. Иногда вместо
джойстиков используются другие органы
управления действиями на экране.
Бытовые компьютеры тоже могут работать
с игровыми программами, но часто они не
обеспечивают такого высокого качества
рафики па экране, как видеоигры. Зато
они могут делать много других вещей, на
которые видеоигры не способны. Такие
компьютеры оснащаются клавиатурой со
специальными функциональными
клавишами, клавишами с буквами и
цифрами. К компьютерам могут
подключаться и джойстики.
Проигрыватель
магнитных
записей игр и
программ
К(1мп1,ющ)
Телевидение на компакт-дисках
На телевизионных станциях для
записи неподвижных изображений и
хранения их в видсобмблиотсках
используются маленькие компакт-
диски, такие же, как те, на которых
делаются музыкальные записи. На
таких дисках можно записывать и
движущиеся изображения. Компакт-
Компьютер
диски очень удобно использован.,
например, в учебных целях или для
передачи информации в такие места,
как торговые центры или музеи.
Существуют также и видеодиски,
используемые в домашних условиях,
н специальные бытовые
проигрыватели видеодисков.
На этом мониторе
демонстрируются * ромкоговоритсли
изображения.
Диалоговая
видеотехника
Для телевизионных компакт-дисков
нужен специальный проигрыватель, и
тогда у вас есть возможность
взаимодействовать, или, иначе говоря,
вести диалог с программой, записанной
а диске. Проигрыватель оснащается
пультом дистанционного управления,
который позволяет вам передвигать по
экрану указатель, называемый курсором.
С помощью курсора вы можете указывать
на отдельные элементы изображения на
экране, выбирать те или иные функции
из экранного текстового меню, входить в
это меню, двигаться вперед или назад и
многое другое. Часто на экране имеются
зоны, указав па которые курсором, вы
Электронная
На этом
видеомагнитофоне
записывается
видеодиск-оригинал.
Телевизионная программа на компакт-
диске создается с помощью компьютера
со специальным программным
обеспечением и может содержать в себе
обычное подвижное видеоизображение,
неподвижные кадры, компьютерную
графику, музыку, дикторский текст и
текст на экране.
Преимущество компакт-диска
заключается в том, что не обязательно
начинать воспроизведение программы с
самого начала и нет необходимости в
перемотке для поиска нужного места
программы. Вы можете вызвать любую
часть программы точно так же, как и на
музыкальном компакт-диске, посредством
так называемого произвольного доступа.
Как видите, это совершенно новый
способ просмотра телевизионных
программ. Вместо того чтобы смотреть
программу от начала до конца, вы можете
как бы взаимодействовать с ней,
выбирая то, что вас интересует больше
всего, повторяя, если нужно, ес
фрагменты или перескакивая через них,
включаясь наугад в произвольное место
программы, — и все это практически
мгновенно.
можете получить дополнительную
информацию.
Например, на этой карте: если вы
укажете на красные кнопки,
изображенные на экране, то сможете
получить информацию о том, что
изображено на карте в этих местах. Вы
можете также попросить сообщить вам,
где находятся пляжи, автостоянки,
гостиницы или рестораны. Для этого надо
указать курсором на соответствующую
картинку — она называется образом или
графическим символом — на экране
сбоку. Можно также получить сведения о
достопримечательностях города и текст
программы туристских мероприятий.
Такие видеодиски используются в
информационных туристских центрах.
177
Домашняя видеотехника
Появление небольших, относительно
дешевых и простых в использовании
видеокамер и магнитофонов
совершило настоящую революцию в
нашем домашнем досуге.
Главной фигурой этой революции
является, конечно, кассетный
видеомагнитофон, который
предоставляет куда больше
возможностей выбора программ для
просмотра, чем телевизор сам по
себе.
Бытовые видеокамеры пока
распространены не так широко, но
их становится все больше, по мере
того как они дешевеют, приобретают
возможности выполнять все более
сложные функции и при этом
сохраняют простое управление.
Видеокамеру можно взять напрокат
для какого-нибудь особого случая,
например праздника или свадьбы.
Видеокамеры имеют многие школы
и колледжи.
Кассетные видеомагнитофоны
Кассетный магнитофон, или
сокращенно КЕМ, это домашняя
разновидность видеомагнитофонов,
используемых при телевизионном
вещании. КБМ воспринимает
сигналы телевизионного вещания
непосредственно с телевизионной
антенны. Вывод антенного кабеля
вставляется в соответствующее
гнездо на задней стенке КЕМ. Через
другое гнездо па той же стенке КБМ
подключается к телевизору. Для
записи программы сигнал подается на
записывающие головки КЕМ. Кроме
того, сигнал от антенны проходит
через КЕМ к телевизору так, что
можно смотреть программу во время
се записи.
Возможности кассетных
видеомагнитофонов
Благодаря КЕМ вы можете сами
выбрать время просмотра
телепрограммы. Кроме того,
понравившуюся вам программу вы
можете смотреть столько раз, сколько
вам захочется. Запись телевизионных
передач для таких просмотров иногда
называется сдвигом во крсмепи.
Кинофильмы, мультфильмы,
телевизионные или учебные программы
тоже удобно просматривать с помощью
КЕМ. Вы можете купить или взять
напрокат нужные вам записи и
смотреть их дома в удобное для вас
время и в комфортной обстановке.
КЕМ имеет собственный селектор
телевизионных каналов, который
работает независимо от телевизора.
Это значит, что вы можете смотреть по
телевизору нс обязательно ту
программу, которую записываете, по и
любую другую, а можете и вообще
записывать программу при
выключенном телевизоре.
КЕМ имеет собственные часы, или
таймер. Вы можете заранее установить
время, когда КЕМ должен включиться
на запись интересующей вас
телепрограммы.
В большинстве случаев КБМ дают
зрителю такие дополнительные
возможности, какие нельзя получить
прн обычном просмотре программ
телевизионного вещания. Например,
вы можете остановить видеоленту и
рассмотреть отдельный неподвижный
кадр, можно просматривать
изображение кадр за кадром или на
низкой скорости, перематывать ленту
вперед или даже смотреть программу
от конца к началу. Одни КЕМ имеют
переключаемые скорости для этих
целей, а в других скорость установлена
заранее.
□I
Пульт дистанционного
управления работает на
инфракрасных лучах.
Некоторые КЕМ дают возможность
монтировать видеозаписи, которые вы
сделали сами с помощью видеокамеры
или записали во время телевизионной
передачи. Такие КЕМ создают
невидимые склейки между кадрами,
когда вы выключаете и снова включаете
протяжку лепты. Имеется н
возможность перезаписи фонограммы
(дубляж), т.е. вы можете записать
новое звуковое сопровождение, нс
разрушая существующего изображения.
Если счетчик расхода лепты установить
па ноль в ее начале, то можно
промаркировать ленту, что позволит
йотом быстрее отыскивать нужные
записи.
Устройство для загрузки,
оснащенное двигателем,
автоматически вводит кассету.
128
Картинка в картинке
Самые сложные КВМ могут
показывать вам, что передается по
другим каналам, когда вы смотрите
передачу на каком-либо канале или
просматриваете запись е ленты. Они
позволяют также смотреть
видеозапись одновременно е тем, как
вы смотрите телевизионную
программу.
Основное изображение заполняет весь
экран, а на небольшой его части виден
еще один экран небольшого размера,
где демонстрируется изображение с
видеомагнитофона или с другого
телевизионного капала. Такое
изображение часто называется
«картинка в картинке».
Информация на экране
Многие КВМ могут выдавать на экран
различные сообщения — например, о
том, какой канал вы смотрите, какое
сегодня число и который час, —
напомнят составленный вами список
программ, которые вы хотите
записать. Кроме того, когда вы
регулируете звук, цвет и другие
параметры, ваши действия также
визуально отображаются на экране.
Комбинированные
телевизоры-
видеомагнитофоны
Благодаря прогрессу электроники и
использованию магнитофонных лент
меньшего размера стало возможным
совмещение телевизора н КВМ в одном
аппарате. Понятно, что в таких аппаратах
не нужно иметь два селектора каналов для
того, чтобы выполнить все те действия, о
которых рассказано на этих страницах.
Программирование КВМ с помощью
штрихового кода
Некоторые КВМ могут быть
запрограммированы вами на запись той или
иной телепередачи с помощью штриховых
кодов. Штриховые коды — это наборы из
темных и светлых полосок, какие вы
можете видеть на упаковках многих товаров
в магазинах. Каждый канал, день недели и
время суток могут иметь свой собственный
штриховой код. Он считывает лучом очень
маленького лазера, расположенного в
ручном пульте управления КВМ, когда вы
проводите этим пультом по поверхности, на
которой изображен код.
После этого пульт управления посылает
полученную им информацию о программе,
которую вы хотите записать, на КВМ с
помощью инфракрасных лучей. К КВМ
прилагается лист, на котором отпечатаны
штриховые коды каждого дня, времени и
капала. Некоторые журналы с
телепрограммами печатают штриховые коды
дня и времени для каждой телепередачи.
Видеокамеры
Бытовые видеокамеры представляют
собой комбинированные аппараты,
состоящие из камеры и
видеомагнитофона. Первые такие
камеры работали примерно так же,
как телевизионные, т.е. в них не
было видеоленты, и для того, чтобы
записать изображение е
видеокамеры, ее нужно было
подключать к КВМ. Современные
видеокамеры более сложны и имеют
лентопротяжный механизм и головки
записи. В большинстве видеокамер
мепользуютея ленты меньшего
формата, чем в КВМ.
Как и КВМ,самые современные и
дорогие видеокамеры имеют много
возможностей: стереофоническую
запись звука, покадровую запись или
запись с малой скоростью,
автоматическое регулирование
уровня записи звука н управление
монтажом видеозаписей.
вставляется
видеокассета.
монтажом
Все видеокамеры имеют встроенный
микрофон и автоматически
записывают звук вместе с
изображением. Однако позже вы
можете, если захотите, изменить
звуковое сопровождение, используя
для этого кнопки перезаписи
фонограмм на КВМ, а иногда и на
самой видеокамере._______________
Видоискатель видеокамеры
представляет собой маленький
телевизионный экран, как и на
больших телекамерах. На этом
экране вы можете видеть
записываемое изображение.
Обычно видеокамеры
автоматически фокусируются на
основном объекте в поле зрения.
Механизированный вариообъектив с
переменным фокусным расстоянием
позволяет плавно переходить от
общих планов к средним и крупным
и наоборот.
129
Работа с видеокамерой
Работая с видеокамерой, вы должны учитывать те
же факторы, что и при съемках обычным
фотоаппаратом: фокусировку, освещенность и
расположение объекта в кадре. Кроме того, вы
должны думать и о том, что записываете
движущееся изображение, и помнить, как оно
получается. Преимуществом видеосъемки является
то, что у вас есть возможность экспериментировать
сколько угодно, снова и снова перезаписывая
изображение на одной и той же ленте.
Очень важно твердо держать камеру во время съемки,
ведь прыгающее и дергающееся изображение трудно
смотреть. Часто бывает удобно опереться при съемке на
твердую поверхность. Еще лучше использовать штатив с
панорамной головкой, позволяющей поворачивать камеру
во время съемки из стороны в сторону и вверх-вниз.
Некоторые камеры рассчитаны па то, что во время
съемки их будут держать в руках, другие крепятся па
плече. Удерживая и перемещая камеру, старайтесь
двигаться всем телом и делайте это как можно более
плавно.
Съемка видеокамерой
Любая программа состоит из последовательности
отдельных планов. План — это отдельная снимаемая
сцена. В конце каждого плана камера останавливается.
Материал получится более интересным для просмотра,
если вы будете варьировать планы, снимая объект с
разных расстояний и под разными углами.
Самые хорошие результаты вы получите, сели заранее
продумаете, какие планы будете снимать и в каком
порядке они будут следовать один за другим. Старайтесь,
чтобы каждый план длился не менее 10 секунд. Болес
короткие планы трудно смотреть, потому что они будут
слишком быстро сменяться. Никогда не перемещайте
камеру слишком быстро, так как па экране нелегко будет
что-либо разобрать. Здесь рассказано о некоторых
наиболее часто встречающихся планах, па съемке которых
нужно потренироваться.
Кадр, снятый общим (дальним)
планом, даст представление об
объекте съемки как о целом, без
деталей. Такой план полезен в начале,
когда надо ознакомит!, зрителя с
объектом съемки, и в конце.
В кадре, снятом средним планом,
основной объект съемки и фон
примерло равноправны.
Кадры, снятые крупным планом,
производят наибольшее впечатление
на зрителя. Все внимание здесь
сосредоточивается на основном
объекте, и фон не должен отвлекать.
Не забывайте оставлять небольшую
пограничную область вокру»'
основного объекта.
Панорамированием называется перемещение камеры от одной стороны к другой
во время одного плана. Перемещайте камеру медленно, иначе ничего нельзя
будет разобрать. Панорамирование на 360 градусов, т.е. на полный оборот
камеры, должно длиться не меньше одной минуты. Отсюда вы можете примерно
подсчитать, сколько секунд вы должны снимать нужную вам панораму.
Другим способом варьировать планы
является изменение высоты, е
которой ведется съемка. При этом
съемка начинается с высоты
человеческого роста или штатива.
Попробуйте снимать в процессе
того, как поднимаетесь с пола или
С помощью объектива с переменным
фокусным расстоянием вы можете
переходить от общего к крупному
плану, нс приближая камеру к
объекту. Двигать вариообъектив
нужно медленно и плавно, слишком
быстрый переход плохо смотрится на
экране.
становитесь па что-нибудь.
Можно снимать, отклоняя камеру
вверх и впиз. При этом полезно
зафиксировать камеру неподвижно
примерно па три секунды в начале
и в конце плана. То же самое
относится и к панорамированию.
Развитие телевидения
Телевидение значительно
изменилось с момента своего
появления в конце 30-х годов. Самые
разные усовершенствования либо
уже разработаны за прошедшие годы
и используются, либо
разрабатываются в настоящее время.
Уже созданы миниатюрные
телевизоры. В будущем, возможно,
появятся телевизоры, которые можно
будет носить как наручные часы, и
телевизоры размером с обычные
персональные переносные
стереосистемы. Эти последние вы
сможете смотреть прямо на ходу.
Миниатюрные компакт-диски могут
занять место традиционных
видеолент. На этой странице
показаны некоторые уже
разработанные, но пока еще
необычные для нас телевизионные
системы.
Гигантские телевизоры
На концертах поп-музыки и па
других подобных представлениях
используются огромные
телевизионные экраны, чтобы
показать то, что происходит на
сцене. Такие еистсмы работают так
же, как и обычные телевизоры, по
вместо точек люминофора, как па
обычном экране, используются
маленькие телевизоры, каждый из
которых показывает один цвет —
кроеный, еипий или зеленый. На
расстоянии это смотрится как
единое большое изображение.
Сцена
Г нгантский
экран х
показывает
певца
крупным
планом.
Экраны показывают одно и то же изображение, но
разных размеров.
Многоэкранные
телевизоры
Такая видеоетена — популярный способ показа
телевизионных представлений. И кроме того, часто
иснользуется для объявлений и рекламы. Она состоит из
множества телевизионных экранов, на которых может
дсмопстркроваться одно и то же изображение
нормальных размеров, по может быть показана только
часть изображения. Вместе эти экраны создают одну
картину огромного размера. Можно получать и
смешанные изображения, как показано здееь.
Мини-телевизоры
Многие производители изготавливают малогабаритные
переносные телевизоры е питанием от батарей. Размеры
у таких телевизорав нс больше, чем у персональных
стереосистем. С помощью обычной технологии трудно
создать малогабаритные телевизионные трубки. Поэтому
в мини-телевизорах чаще всего используются экраны на
жидких кристаллах, подобные тем, которые применяются
в калькуляторах или портативных компьютерах.
На очень больших экранах, когда изображение велико по
размерам, теряются его детали, т.с. ухудшается четкость.
Для решения этой проблемы нужно увеличить количество
строк в кадре. Такие системы называются телевидением
высокой четкости. В телевидении высокой четкости в
каждом кадре содержится более тысячи строк, но при этом
необходимы специальные камеры, телевизоры,
видеомаиштофоны и даже новые способы передачи
сигналов.
Цифровые телевизоры
Некоторые телевизоры момуг запоминать в цифровом виде
множество неподвижных кадров. Таким образом, вы
можете смотреть несколько каналов одновременно, но
можете и одну передачу превратить в последовательность
неподвижных стоп-кадров, как показано здесь. Можно
также запомнить любое изображение на экране, чтобы
посмотреть его позже.
Указатель
администратор студии 111
аналого-цифровой преобразователь
118
аналоговый сигнал 118.119
антенна 105, 122,128
аппаратные 105, 110. 111.112,114,
116
ассиг гепт режиссера ЦП
библиотеки кадров 119
бытовая видеотехника 128, 129, 130
бытовые компьютеры 127
вариообъективы 106, 130
вндеофотокамсры 102
видеиаппаратная 111
видеобиблиотеки 119
видеоинженер 112
видеокамеры 104,103, 106,120,
121,129
видеомнкшерскнй пульт 114. 115,
121
винтовая запись на лепте 120
внестудийные передачи 112, 113
волоконно-оптический кабель 123
врезки, 116
временной код 120,121
вытеснение шторкой 116
генераторы символов 114,121
геостационарный спутник 123
головки записи 120
движущиеся головки видеозаписи
120 ”
двойная экспозиция 116, 117
двунаправленные микрофоны 108
диалоговое телсви (сние 103, 127
диафрагма 109
дистанционное управление 125, 128
длина волны 122
«живое» вещание (прямой эфир)
106, 114
задающие генераторы
радиосигналов 122
запись со сдвигом во времени 128
запись 120
звуковое сопровождение 108,109
звуковой дубляж 128
звуковые эффекты 109, 110
звукозапись 109, 121
звукоинженеры 108,112
звукорежиссерская аппаратная ПО
инерция зрения 125
инфракрасное дистанционное
управление 125,129
кабельное телевидение 105, 122, 123
камеры 103.106.107,129,130
каналы видеомикшера 115
кардиоидные микрофоны 108
«картинка в картин ке^ 129
кассетные вддсомагшггофопы 102.103.
120,121, 128,129
кассеты 102, 129
кинескоп 124
кинопленка 104,113
киносъемки па натуре 113
комбинированные видеокамеры 129
комментаторы 112
компакт-диски 119, 127
компьнггерные видеоэффекты 118, 119
компьютеры 102.118, 119, 121, 126,
127
копирование 12]
ленточные видеомагнитофоны 120
люминофор 124
медицинское телевидение 103
микроволновые линии связи 113
микрофоны 105,108,109,110,111. 113
многокошурное изображение 123
модуляторы 122
монитор передачи 114
мониторы 109, ПО, 112,114, 121, 127
монтаж видеоленты 121
монтаж кинопленки 121
монтаж 120,121
наземные линии связи 112, 123
наплывы 116
ненаправленные микрофоны 108
несущие сигналы 124,125
объективы 107. 108
оператор впдеомикшера ПО, 114, 115
остропаправлеппый микрофон 112,113
охранное телевидение 103
очень высокие частоты (ОВЧ) 122
naHojKiMupoBainie 130
передатчики 105, 113,123
передвижная аппаратная 112
платное телевидение 122
подготовка программ новостей 112
прибор с зарядовой связью (ПЗС) 107
профаммы новостей 115
пульт управления 114,115
радиоволны 104,105,112,122,123,
125
радиомикрофоны 108
режиссер 106, 110, 111, 113, 114
режиссерская аппаратная 110, 114,
115
ретрансляционная станция 123
селекторы каналов 125. 128, 129
спутниковое телевидение 102, 122,
123
стереофоническим звук 102
строки на телеэкране 107. 124.125.
131
съемочные планы 106, 121, 130
телевидение высокой четкости 131
телевидение для регулировки
движения ЮЗ
телевидение на компакт-дисках 127
телевидение на плоском экране 131
телевизионная система НТСЦ107
телевизионная система ПАЛ 107
телевизионная система СЕКЛМ 108
телевизионное вещание 104, 105, 122
телевизионные игры 103, 127
телевизионные каналы 125
телевизионные станции 102, 111
телевизоры 124,125
телекинодатчик 104,105
телетекст 102.126
теневая маска 124
точки люминофора 124, 125
ультравысокие частоты (УВЧ) 122
усилит ели 122
цветной графический планшет 119
цветовая рирпроекция 117
цифровые сигналы 118
частота ]22.125
штативы 108,111
шторки осветительных приборов 110
штриховые копы 129
экран 124
электродинамические микрофоны 109
электронные эффекты 116. 117,118,
119
эхо 109
This edition first published in 1992 by
Usbome Publishing Ltd,
Usborne House, 83-85 Saffron Hill,
London, EC IN 8RT.
© 1982, 1992 Usborne Publishing Ltd.
Based on material first published in
1982 as the Usbome Guide to TV and
Video.
132
Серия “Энциклопедия юного ученого”, рассчитан-
ная на детей младшего и среднего школьного возраста, рассказывает об
интереснейших научных проблемах и открытиях. Книги этой серии, на-
писанные доступным языком и богато иллюстрированные,
несомненно, заинтересуют читателя. В них дается описание безопасных
опытов и различных конструкций, что способствует быстрому
усвоению материала. В серию входят следующие книги:
Космос”
Жизнь
'Техника”
компьютеры;
ISBN 5-8451-0106-9