Бесплатная техническая библиотека

Перископ для кругового обзора. Детская научная лаборатория

Справочник / Детская научная лаборатория

 Комментарии к статье

Прежде чем приступить к постройке такого "всевидящего" перископа, давайте вспомним устройство перископа обычного на примере его элементарной модели (рис. 1).

Рис. 1. Схема простейшего перископа

Кстати, заметим, что настоящий перископ, применяемый в военной технике, устроен, конечно, весьма непросто. Он содержит зеркальные призмы, окуляр и систему линз. Причем все это в двойном количестве - для каждого глаза. Тем не менее и простейший по конструкции перископ позволит вести интересные наблюдения.

Для его постройки понадобятся два одинаковых прямоугольных зеркальца, например, карманные из галантерейного магазина, размерами приблизительно 30x40 мм.

Корпус перископа делают из картона. Внутреннее сечение трубы и колен - 30x30 мм. Длина трубы - 250...500 мм (избыточная длина не только утяжелит конструкцию, но и сузит поле зрения), колена - 70...80 мм.

Склеив выкройку трубы, укрепляют ее стык приклеенной полоской плотной бумаги (например, ватмана). Со стороны колен в трубе вырезают два окна размерами 30x30 мм, в которых клеем ПВА закрепляют зеркала, фиксируя их четырьмя (по две вверху и внизу) спичками, очищенными от серы. Устанавливают зеркала под углом 45 градусов (в смотровом окошке должен быть виден просвет верхнего окошка).

В коленах также делают по окну размерами 30x30 мм. Однако часть вырезаемого материала - полоску шириной 1 см - не удаляют, а используют для крепления колена к трубе.

Чтобы исключить паразитные блики (засветку), внутреннюю поверхность трубы и колен чернят, например, тушью, а затем покрывают бесцветным нитролаком марки НЦ. Снаружи перископ желательно покрыть любым лаком, лучше ярким нитролаком. Это придаст ему нарядность, а также прочность и стойкость к воздействию влаги.

Рис. 2. Устройство перископа, показывающего круговую панораму

А теперь рассмотрим устройство "всестороннего" перископа, схема которого показана на рисунке 2. Снизу, как и в простейшем перископе, установлено зеркало. А вот в верхней части помещено уже не зеркало, а зеркальная пирамида, напоминающая перевернутую египетскую. Закреплена она на квадратном листе, вырезанном из фанеры или оргалита и подвешенном на четырех стойках из стальной трубки диаметром 5...6 мм с расплющенными молотком концами. Тонкие стойки нужны для того, чтобы сильно не затенять видимое в нижнее зеркало изображение. Иначе круговой обзор ухудшится из-за так называемых "мертвых зон", закрытых для наблюдения.

Пирамида должна быть поднята над верхней кромкой трубы достаточно высоко. Это дает возможность при необходимости видеть через смотровое отверстие всю зеркальную грань пирамиды, заглядывая в него немного сбоку.

Рис. 3. Условное изображение, наблюдаемое в смотровом окошке четырехстороннего перископа

Что же мы увидим в таком перископе? Оказывается, изображение будет "разбито" на четыре четверти, точнее, квадранта (рис. 3). В левом из них будет представлен вид слева, в верхнем - вид спереди, в правом - справа, а в нижнем - вид сзади. Изображения стилизованного человечка показывают, как будет Трансформироваться окружающая обстановка в этом любопытном перископе. Пройдя через систему зеркал, отражения нижних частей наблюдаемых объектов окажутся в середине полученной картины, а верхние - по ее периметру.

Рис. 4. Выкройка зеркала для пирамиды четырехстороннего перископа

Как же вырезать зеркала пирамиды, чтобы верно составить ее? Поскольку все они одинаковые, рассмотрим одно из них. Оно представляет собой равнобедренный треугольник АБВ (рис. 4). Когда перископ расположен вертикально, зеркала (грани пирамиды) должны быть наклонены под углом 45 градусов к горизонту. Математические выкладки показывают, что соотношение сторон треугольника АБВ будет следующим: АБ=БВ=0,5АВv3=0,866AB. Для справки: высоту БГ можно найти из отношения АГ=0,5АВv2=0,7071 АВ. Углы А и В равны 54,736 градуса, а угол Б - 70,528 градуса. Естественно, на практике такая точность не нужна, поэтому примем соответственно 55 и 70 градусов.

Можно составить пирамиду и из равносторонних треугольников. У них, как известно, все углы равны 60 градусам, что значительно упрощает разметку и раскрой зеркала (алмазом или стеклорезом), а также сборку пирамиды. Но в этом случае перископ Андрея будет "смотреть" не строго горизонтально, а несколько вниз (под углом приблизительно 10 градусов к горизонту). Впрочем, это не имеет большого значения, особенно если обозреваемое пространство ограничено по дальности.

Рис. 5. Условное изображение, наблюдаемое в смотровом окошке усовершенствованного, восьмистороннего перископа

Таким образом, перископ Андрея, словно пушкинский золотой петушок, "смотрит" на четыре стороны света - север, восток, юг и запад. А что, если добавить к ним еще и промежуточные румбы: норд-вест, норд-ост, зюйд-ост и зюйд-вест? Понятно, что тогда панорама местности будет представлена более наглядно - в виде восьми секторов (рис. 5). Соотношения сторон у этих треугольников такие: АБ=БВ=1,78АВ,-БГ=1,71АВ. Угол Б равен 33, а углы А и В - по 73,5 градуса.

Верхние колена перископа и в этом случае делать не потребуется. Вертикальная труба восьмиугольного или круглого сечения. Верхний лист, к которому крепят зеркальную пирамиду, тоже восьмиугольный или круглый. Для его соединения с трубой понадобится четыре или восемь стоек.

Рис. 6. Форма нижнего зеркала восьми стороннего перископа

Форма нижнего зеркала для восьмигранной трубы показана на рисунке 6. Разметку начинают с выбора размера X, который соответствует ширине внутренней грани трубы. Если она круглая, зеркало вырезают в форме эллипса. Его геометрические параметры находят из следующих приближенных соотношений: большая ось равна 1,5d, малая - d, межфокусное расстояние - 1,8d, где d - внутренний диаметр трубы и колена. Как построить эллипс, можно узнать в справочнике по высшей математике.

Сначала строят эллипс на жестком картоне, вырезают и убеждаются в том, что он хорошо подходит к трубе - свободно встает там под нужным углом. Затем этот шаблон прикладывают к зеркальной поверхности и обводят карандашом "Полицвет", стеклографом или шариковой авторучкой. Вырезают овал обычными, но обязательно острыми ножницами, погрузив их, зеркало и руки в ведро с водой и соблюдая меры предосторожности. Стекло, в том числе и зеркальное, в воде, как правило, разрезается без проблем. Если в итоге края эллипса окажутся слишком неровными, их подшлифовывают (главным образом от растрескивания) точильным бруском или оселком. Торец и край тыльной части полученной заготовки покрывают лаком, чтобы зеркальная подложка не отслаивалась.

Зеркала пирамиды целесообразно разместить на основании из фанеры или оргалита, которое сбивают мелкими гвоздиками или соединяют столярным, казеиновым и тому подобным клеем на каркасе из деревянных планочек и прикрепляют к верхнему листу. Для установки зеркал используют тот же клей или марок 88Н, 88НП, БФ-2, а лучше "Момент".

Авторы: А.Виршиев, В.Владимиров

 Рекомендуем интересные статьи раздела Детская научная лаборатория:

▪ Сила ржавчины

▪ Статический заряд на движущемся объекте

▪ Геронов фонтан

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Случайная новость из Архива Нанорешетка прочнее титана 13.02.2025 Создание легких и прочных материалов всегда было одной из ключевых задач для инженеров и ученых. Особенно актуальна эта проблема для аэрокосмической отрасли, где снижение веса конструкций может привести к значительной экономии топлива и повышению эффективности. Традиционные материалы, такие как алюминий и титан, обладают ограничениями, а углеродное волокно, хотя и является прорывным материалом, не всегда может обеспечить необходимые характеристики. И вот, исследователи из Университета Торонто представили революционный материал, который может кардинально изменить ситуацию. Ученые разработали уникальный материал, который сочетает в себе легкость и высочайшую прочность. Секрет этого достижения заключается в использовании наноструктурированных материалов, которые имитируют природные формы, такие как кости, ракушки или соты. Эти формы обеспечивают равномерное распределение нагрузки, предотвращая образование слабых мест, где может начаться разрушение. Для поиска оптимальных форм исследователи применили байесовскую оптимизацию - метод машинного обучения, который помогает выбирать лучший вариант среди множества возможных. Были использованы данные из тысяч компьютерных симуляций, чтобы определить наиболее эффективные формы для своих карбоновых нанорешеток. "Наноархитектурные материалы сочетают высокоэффективные формы, подобные треугольным конструкциям в мостах, но на наноуровне, что позволяет достичь рекордного соотношения прочности к весу", - объясняет Питер Серлс, главный автор исследования. Алгоритм создал тысячи возможных конструкций, которые тестировались в виртуальной среде с помощью метода конечных элементов. Затем компьютерная программа постепенно совершенствовала эти конструкции, пока не нашла оптимальные структуры с максимальной прочностью и жесткостью при минимальном весе. Отобранные конструкции исследователи воспроизвели физически с помощью двухфотонной полимеризации - метода 3D-печати с нанометровой точностью. Они создали решетки, состоящие из структур толщиной всего от 300 до 600 нм. Затем эти решетки (6,3х6,3х3,8 мм), состоящие из 18,75 млн отдельных клеток, подвергались пиролизу - нагреванию до 900°C в среде азота, что превращало полимер в стекловидный углерод. Оптимизированные нанорешетки более чем вдвое увеличили прочность предыдущих конструкций. Они выдержали нагрузку 2,03 мегапаскаля на кубический метр на килограмм плотности. В перспективе это более чем в 10 раз превосходит прочность многих легких материалов, таких как алюминиевые сплавы или углеродное волокно. Они также в 5 раз прочнее титана. "Это первый случай, когда машинное обучение использовано для оптимизации наноструктурированных материалов, и результаты нас поразили", - отметил Серлс. "ИИ не просто повторял известные удачные геометрии, а создавал совершенно новые эффективные формы". Интересно, что чем меньше нанорешетки, тем они прочнее. Это связано с "эффектом размера" - явлением, при котором материалы на чрезвычайно малых масштабах ведут себя иначе. Ученые обнаружили, что при уменьшении диаметра углеродных балок до 300 нанометров их прочность резко возрастала. Это объясняется тем, что на наноуровне атомы углерода выстраиваются в структуры, которые обеспечивают максимальную жесткость. Внешний слой балок состоял на 94% из sp2-связанного углерода, который известен своей исключительной прочностью. Благодаря этому материал выдерживает огромные нагрузки, не ломаясь. Этот прорыв может значительно изменить аэрокосмическую отрасль, производство самолетов, вертолетов и космических аппаратов. Более легкие детали позволят уменьшить расход топлива и сократить выбросы. "Например, замена титанового компонента самолета на наш материал может сэкономить 80 литров топлива в год на каждый килограмм замененного материала", - отмечает Серлс. Исследователи планируют масштабировать свои разработки для коммерческого использования. Их следующие шаги будут направлены на создание полноценных конструкций с этими материалами, сохраняя их прочность и легкость. Также планируется продолжать поиск новых конструкций, которые позволят еще больше уменьшить плотность материала без потери прочности. Это открытие является ярким примером того, как современные технологии, такие как машинное обучение и нанотехнологии, могут приводить к созданию революционных материалов, способных изменить наш мир.

Другие интересные новости:

▪ Ночное зрение бабочек

▪ Google будет использовать только энергию возобновляемых источников

▪ 3D-карты AMD Radeon R9 285 (Tonga PRO)

▪ Новейшие микропроцессоры AM389x Sitara ARM

▪ Sony останавливает производство ЭЛТ-телевизоров в Японии

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электроснабжение. Подборка статей

▪ статья Ходить козырем. Крылатое выражение

▪ статья Какой сюрприз преподнесла группа Muse, когда ее вынудили играть под фонограмму? Подробный ответ

▪ статья Водитель автомобиля. Должностная инструкция

▪ статья Ремонт каучуковых ручных насосов. Простые рецепты и советы

▪ статья Доработка приемников. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026