Юный техник, 2006 № 10 - Журнал «Юный техник»

И Павел продолжал опыты, не обращая внимания на все более ехидные насмешки окружающих. В конце концов, он наткнулся на материал, идеально подошедший по всем параметрам. Им оказался пластик из-под газированной воды. Причем наилучшим образом почему-то подходила тара волгоградского завода. Название воды, вкус и количество сахара, как опытным путем установил Павел, никакого значения не имели.

Павел не стал дотошно выяснять, почему подходит именно этот материал, а воспринял свою находку как данность и стал рыскать по скверам, свалкам и помойкам в поисках нужной тары.

И вот наконец после многочисленных переделок девятая модель машины Времени готова. Павел еще раз с гордостью осмотрел свое творение и осторожно взял чудо-кепку в руки. «С чего начать? Куда отправиться?» — подумал он.

Впрочем, подумал так он, скорее всего, по традиции, а вовсе не мучаясь сомнениями. Ибо на самом деле Павел уже давно решил, чем займется в первую очередь, когда достигнет успеха. Конечно же, решением знаменитого парадокса о встрече в Прошедшем с самим собой.

Сколько ученых ломали над этим голову и даже всерьез утверждали, что из этого парадокса следует принципиальное доказательство невозможности перемещения во Времени. Действительно, если изобретатель машины Времени отправится в Прошлое, скажем, на неделю назад и встретит там самого себя, еще не закончившего работу, то что может помешать ему, например, прихлопнуть себя или иным способом не дать самому себе завершить свои исследования? Разумеется, такое мало кому придет в голову, но теоретически это ведь возможно.

А если изобретатель не сможет создать машину Времени, значит, он не сумеет и вернуться назад, чтобы помешать самому себе. Однако тогда ничто не пометает ему все-таки закончить работу и отправиться в Прошлое. Значит, тогда он вполне сможет убить себя. Но при этом….

Короче, получается замкнутый круг. Ум заходит за разум, и так они бродят друг за другом. Создается впечатление, что природа поставила заслон человеческим попыткам проникнуть в суть Времени. Поэтому большинство ученых и считает все мысли о путешествиях во Времени нелепыми.

Но ведь то, что машина Времени все-таки работает, Павлом уже доказано. Пусть даже всего лишь с помощью обычных часов. А значит, должно быть какое-то объяснение и пресловутому парадоксу.

Павел подключил кепку к ноутбуку, тщательно протестировал работу операционной системы, трижды проверил настройку пространственно-временных координат. Он решил для начала отправиться минут на пять во вчерашний день, когда он собирал из чипов гиперленту Мебиуса. Оригинально будет первым поздравить самого себя, вчерашнего, с победой. Кстати, непонятно, почему он сегодня ничего не помнит об этом визите.

Какие еще сюрпризы прячет в себе Время? Ну, да ладно, скоро все станет на свои места.

Сдерживая волнение, Павел медленно надел прибор на голову и осторожно сдвинул регулятор-эмблему на козырьке. Стены комнаты мягко вздрогнули, солнечный луч, пробивающийся с балкона, изменил свое направление и…

…Павел сидел за столом с паяльником в руке. Перед ним под укрепленной на штативе линзой сверкала россыпь микрочипов. Привычно пахло канифолью, нагретым металлом и свежеприготовленным кофе. Павел осторожно укрепил паяльник на подставке, откинулся в кресле и перевел дух.

«Ну, вот, самое трудное позади, — с удовлетворением подумал он. — Теперь можно расслабиться. Последний штрих мастера, и наука перевернется. Да что наука — весь мир покачнется».

Он сделал глоток кофе и мечтательно закрыл глаза. Время, этот мощный поток, летящий сквозь пространство, эта извечно будоражащая человеческий мозг загадки, это связующее все сущее звено наконец подчинится силе человеческой мысли. Какие тут открываются перспективы! А какие, собственно? Интуитивно Павел чувствовал, что перспективы огромные, но логика, которой он привык все поверять, здесь капитально пробуксовывала. Одно было ясно: грядут перемены.

Сдерживая волнение, Павел медленно надел прибор на голову и сдвинул эмблему-переключатель на козырьке. Стены комнаты мягко вздрогнули, солнечный луч, пробивающийся с балкона, изменил свое направление и…

ШКОЛА «ПБ»

Штампы и компьютер

Огромное количество самых разных деталей в машиностроении получают сегодня прессованием. Процесс этот, кажется, проанализирован до тонкостей, однако и в наши дни находятся люди, которые вносят в эту технологию усовершенствования.

Один из них — 10-классник из лицея № 1 г. Тулы Михаил Хозяшев. Под руководством доктора технических наук, профессора кафедры механики пластического формоизменения ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» А.К. Евдокимова, он провел серию исследований, показавших, как наилучшим образом получать цилиндрические детали из алюминиевых сплавов.

Вот что рассказал о сути проведенной работы сам разработчик.

Алюминий красив и легок, обладает хорошими антикоррозийными свойствами и довольно прочен. Так, прочностная эффективность алюминия, то есть отношение предела прочности к плотности металла, у конструкционной стали 10 равна 45,57, у стали 45–73,42, а у алюминиевого сплава Д16 — 161,87.

Однако алюминиевым сплавам свойственны и свои недостатки. Так, подавляющее большинство заготовок и деталей из алюминиевых сплавов получают холодным выдавливанием под прессом при помощи матрицы и пуансона. Но мгновенно прилагать большие усилия, то есть использовать ударную штамповку, к алюминию нельзя материал тут же трескается. А давить медленно — значит, расходовать большое количество энергии и иметь повышенный износ инструмента. Детали получаются дорогими.

Что делать? На этот извечный вопрос Михаил Хозяшев нашел свой вариант ответа. Он предложил способ дифференцированного выдавливания, при котором в начале процесса деформирование идет медленно, предотвращая образование трещин. А затем, в какой-то момент, скорость выдавливания резко возрастает.

Для решения поставленной задачи Михаилу прежде всего пришлось тщательно проработать всю литературу по данной проблеме в поисках наилучших вариантов решения проблемы.

Наиболее перспективным способом решения проблемы Михаилу показалось «компьютерное твердотельное моделирование штамповой оснастки в среде Solid Works 2006. Взяв эту зарубежную методику за основу, Михаил стал приводить ее к российским реалиям. У нас ведь и алюминиевые сплавы не такие, как за рубежом, и оборудование другое.

Впрочем, оказалось, что и наши соотечественники в свое время немало сделали для усовершенствования получения полых изделий из сплошных заготовок выдавливанием.

Осцилограмма изменений параметров обратного выдавливания.

Чертеж штамповой оснастки нового образца.

Так выглядит новый штамп на экране компьютера.

Впервые такой способ был заявлен в СССР С.Ш. Яшаяевым в 1962 году. Суть его, упрощенно говоря, заключается в следующем. Во-первых, как оказалось, для алюминия выгоднее использовать так называемый способ обратного выдавливания. То есть в данном случае должен двигаться не пуансон, как обычно, сверху вниз, а матрица снизу вверх.

Тогда на контактных границах инструмента с той частью заготовки, которая еще не деформировалась, и ее пластической областью особым образом создаются активные силы трения. Благодаря им, удельное усилие выдавливания снижается на 10–15 %. Так возник новый способ выдавливания, в котором активное трение осуществляется подвижным контейнером (способ Ю.П. Можейко и Н.К. Розенталя).

Позже было установлено, что, если контейнер перемещается быстрее выдавленного металла примерно в 1,3 раза, удельное усилие можно снизить на 30 %.

Проанализировал Михаил Хозяшев и другие способы этого класса, привлекая к этому современные методы компьютерного анализа. И выяснил, что, если к одной известной методике прибавить другую, да еще добавить кое-что от себя, можно добиться весьма неплохих результатов.

В чем именно заключается это «кое-что», Михаил в подробностях рассказывать не стал. А пока идет процесс патентования, человек, со школьной скамьи готовящийся шагнуть в среду изобретателей-профессионалов, смог рассказать лишь следующее.

В процессе экспериментов и анализа удалось точно установить, в какие именно моменты давление должно быть снижено до минимума или даже должен быть дан обратный ход, чтобы и качество заготовки не пострадало, и сам процесс стал более экономичным. Создан и экспериментальный штамп, который способен осуществить подобную схему сложных кинематических движений. Теперь все эти тонкости остается занести в память компьютера, отработать процесс до такой степени, чтобы участие человека в нем стало необязательным.