Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1988. január-június (21. évfolyam, 1-25. szám)
1988-02-19 / 7. szám
JSZÚ 17 88. II. 19. TUDOMÁNY TECHNIKA Ellenzajjal a zajok ellen A statisztikai adatok alapján a tömeges személyszállítás legbiztonságosabb eszközei manapság a repülőgépek. Mindez elsősorban a szigorú nemzetközi előírásoknak köszönhető, amelyek a repülőgép tervezők és gyártók számára éppen úgy kötelezők, mint a légi- társaságok és légügyi szervek részére. Ennek ellenére minden évben bekövetkezik néhány nagyobb és egy sor kisebb légikatasztrófa, amelyeknek okait rendszerint szakértők csoportja vizsgálja. A vizsgálatok különlegesen alaposak és gondosak, mert a szerzett ismeretek a repülési előírások tökéletesítésének alapját képezik. A feltárt balesetek tehát így közvetlenül a légi közlekedés biztonságát és megbízhatósáadatok), az információt a nagy külső nyomás, az agreszív környezet, a tűz (mondjuk 1100 C° 30 percen keresztül) hatása ellen is védje meg. Ugyanakkor ezek a felújított előírások meghatározzák azt is, hogy a nagy szállító repülőgépek berendezései között legyen hangrögzítő is, amely az utolsó 30 percben nemcsak a pilóták egymás közötti és a földi irányítással folytatott beszélgetéseit rögzíti, hanem az általános zajszintet a pilótafülkében, a rázkódás, vagy a motorok zaját is. Az első adatrögzítők az akkori idők műszaki lehetőségeinek megfelelően analóg módon működtek, a repülési paraméterek időbeni függvényét hegyes tűk karcolták be fémfóliába. A diagramm értékelése Mit kell tudni róla? A SÁRGA „FEKETE DOBOZ“ gát növelhetik. Elengedhetetlenül szükséges tehát a repülési paraméterek feljegyzése. A repülés kezdeteinél a vizsgáló bizottságok sokszor csak a tanúk szubjektív vallomásaira hagyatkozhattak - ha voltak ilyenek -, illetve a gép megmaradt részeinek anyagelemzésére - ha ezeket megtalálták - Így az elemzések nem vezettek minden esetben a baleset, okainak pontos megállapításához, például akkor, ha a kritikus alkatrészek túlzottan károsodtak, ha a valós ok a pilóta hibája volt, vagy mondjuk, ha a gép előre nem várható légörvénybe került. Ezért már a negyvenes években felmerült az igény arra, hogy a nagyobb szállítógépeket fedélzeti adatrögzítő berendezésekkel lássák el, amelyek képesek feljegyezni, főleg a repülés utolsó fázisának alapvető repülési adatait (magasság, sebesség, repülésirány, terhelés, időpont). És ezeket megőrizni katasztrófa esetén is. Az első ilyen adatrögzítő berendezést (a köznyelvben fekete doboznak hívják) az ötvenes évek végére fejlesztették ki. Ma a repülési paraméterek feljegyzése már nélkülözhetetlen. A fekete doboz használatának első tíz éve alapján az ilyen műszerrel szemben támasztott követelmények tovább módosultak, mégpedig olyan értelemben, hogy az adatrögzítő ellenálló legyen a rázkódással szemben (nem torzulhatnak el a feljegyzett hosszú ideig tartott, munkaigényes volt, mikroszkóp kellett hozzá, s ezen felül tele volt hibával. Ezért azután legtöbbször csak a balesetkor elemezték. A fedélzeti adatrögzítők új generációjának tervezésénei a nyolcvanas évek második felében természetesen már helyet kaptak a mikroelektronikai elemek is, s ezzel jelentősen megnőttek a fekete dobozok műszaki lehetőségei. A digitális rögzítésre való áttéréssel - amely ma a számítógépeknél teljesen általános - elsősorban a pontosság növekedett meg és az adatok elolvasása vált könnyebbé. A feljegyzés mai gyorsasága lehetővé teszi akár száz adat párhuzamos regisztrálását is. Nem probléma tehát a fentebb felsorolt adatokon kívül olyanokat is rög- ■ zíteni, mint a szél iránya, és ereje, a motorok teljesítménye, a kormánymű helyzete, a dőlési szög stb. Emellett adatok gyűjthetők a váz- szerkezetben fellépő mechanikus feszültségekről, a kritikusan terhelt részekről, amire főleg a konstruktőrök kíváncsiak. A mért értékeket másodpercenként 768 adat sebességgel raktározza el a berendezés, egy különlegesen szilárd és szívós mágneses területtel ellátott fémszalagra. A szal- lag hossza 270 m, sebessége 12 mm és 25 órás repülés adatait képes rögzíteni. Automatikusan az első motor beindításakor kezd működni, s ha a külső energiaforrás meghibásodik, saját belső energia- rendszerére kapcsol, amely fél órán keresztül képes működtetni az adatrögzítő berendezést. Különleges csatlakozóval rendelkezik, a diagnosztikai műszer bekapcsolására, és az adatok külső memóriaegységbe való átvitelére. A hangrögzítő egyszerű felépítésű berendezés, mivel sokkal kevesebb adatot jegyez fel, és a felvétel ideje csak a repülés 30 percére korlátozódik. Ezért egy zárt burokról van szó, amely az öreg felvételt törli és feljátsza az újat, harmincperces különbséggel. Mindkét rögzítőberendezés adattároló része egy különlegesen szilárd kettős falú tokban van elhelyezve, amely rozsdamentes acélból készült és gumiblokkokba van ágyazva. A tűz elleni védelmet a két fal közötti habréteg biztosítja, amely olyan folyadékot is tartalmaz, amely hő hatására elpárolog, és ezzel hűti a tok belső falát. Nem elég azonban, ha az adatrögzítő csak túléli a katasztrófát, szükséges, hogy rá is találjanak, olyan esetekben is, amikor a gép roncsai néhány négyzetkilométernyi területen szétszóródnak, vagy a tengerbe süllyednek. A keresést megkönnyíti az élénk narancssárga, vagy sárga színe, és a beépített hanghullám generátor, amely 6 ezer méter mély tengerfenéken is érzékelhető jelet sugároz automatikusan, a légikatasztrófa után egy hónapig. A korábban használt berendezésekkel szemben a különbség az újak esetében az, hogy az adatrögzítő nemcsak a katasztrófa megvesztegethetetlen tanúja, hanem nagyon fontos dokumentuma a sikeres repülésnek is. A repülőtérre való visz- szatérés után a feljegyzett adatokat átjátsszák és számítógéppel kiértékelik. A diagnosztikus programok lehetővé teszik a repülés egész ideje alatt fellépő terhelések megfigyelését, a kritikus helyek lokalizálását, az anyagfáradtság helyeinek meghatározását és a konstrukció fő tartó részei élettartamának megállapítását. A fedélzeti adatrögzítő ugyan nem képes megakadályozni semmilyen katasztrófát, de mégis nagymértékben hozzájárul a repülés biztonságának növeléséhez, közvetlenül azzal, hogy érzékeli a gép műszaki állapotát és közvetve azzal, hogy hozzájárul a gépek tervezésénél a szilárdsági számítások tökéletesítéséhez. Véda a zivot A zárt helyiségben óriási hangszórók mesterséges zajt - szakaszos, periodikus szinuszhullámokat - sugároznak. A hang látható képét oszcilloszkóp jeleníti meg. A „kísérleti alany“ fejhallgatót vesz a fejére, de fülében a hangzavar továbbra sem csökken. A főkonstruktőr ekkor bekapcsol egy készüléket, és a oszcilloszkópon újabb hullám jelenik meg. Rövid hangolás a potenciométereken, mire a két szinuszhullám harcba kezd, majd teljesen szembefordul egymással: a második hullám az elsőnek a tükörképévé válik a képernyőn, a hatás megdöbbentő. A zaj a fejhallgatóba szinAz aktív zajcsökkentő fülhallgató működési elve te egy csapásra megszűnik, legfeljebb halk sustorgásként érzékelhető, miközben minden más hangot, beszédet, még a lépések koppanását is tisztán hallani. Az esemény elve annyira kézenfekvő, hogy a középiskolás fizikában jártasak közül bizonyára sokaknak megfordult már a fejében. A tiszta szinuszos hanghullámok (is) hatással vannak egymásra. Ha egy adott pontban azonos fázisban találkoznak, hatásuk megsokszorozódik, ellentétes fázisban viszont teljesen kiolthatják egymást. A feladat tehát egyszerű: hozzunk létre „ellenzajt“ a zaj ellen, hogy a hanghullámok egymást kioltva teremtsenek csöndet. A valóságos hangok azonban sokkal bonyolultabbak__a laboratóriumi mesterséges "zajoknál. Még a zenei hangok sem egyetlen, tisztán szinuszos rezgésből vsssss.rssssssss**ssssssssssssss*ssssssssssssssss*ssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssMr»*sssssssssssssssssssss/ssss/ssssssssssssssss% Répát a érbetegeknek! Az érelmeszesedés kezelésére hasznos eszköznek Ígérkezik a lézerfény: argon-lézerrel és optikai szállal eltávolíthatják a. zsíros lerakodásokat, plakko- kat az emberi erek faláról. De hogyan előzzék meg az ér megsérülését? Bostoni kutatók szerint a plakkok előzetes kezelésével. Ennek az a célja, hogy hatékonyabban nyeljék el a lézerfényt, gyorsabban hevüljenek fel és égjenek el. A kezelés előtt két nappal karetonoidokkal kell feldúsítani a beteg szervezetét. Ennek legegyszerűbb módja: sárgarépával és burgonyával táplálni. A karetonoidok az erekben gyűlnek össze - ez 460 nanométeren váltja ki a fényelnyelés csúcsát. Ha a lézert erre a hullámhosszra hangolják, és száloptikán át megcélozzák a plakkot, ez 50-100 százalékkal több fényt nyel el, mint a környező szövetek. Az elpusztult bolygó nyomán A feltévések szerint a Mars és a Jupiter pályája között valamikor üstököstalálat, vagy valamilyen belső ok miatt elpusztult egy bolygó, a Phaeton - ennek törmeléke alkotja a kisbolygóövet. A leningrádi földmágnességi intézet kutatóinak számításai szerint ez az elpusztult bolygó fele akkora lehetett, mint a Föld, és 500- szor nagyobb volt a Holdnál. A kisbolygóövből a földre hullott meteoritok mágnességét elemezve kiderült, hogy mág- nességük azonos mértékű. Összehasonlítva a földmágneses tér és a Hold mágneses tere erősségével, következtethettek a feltételezett elpusztult bolygó nagyságára. Galaxisok az „üresben“ Hét galaxist fedeztek fel amerikai csillagászok az univerzum eddig üresnek tartott térségében. A korábban ismeretlen csillagrendszerek különösen nagy energiadús gáztartalmukkal tűnnek ki. Százezer fényév átmérőjükkel körülbelül akkorák, mint a mi csillagvárosunk, a Tejútrendszer. A világűrnek az a térsége, amelyben rájuk bukkantak, 300 ezer fényév kiterjedésű, és átlagosan 600 ezer fényévnyire vannak a Földtől. A csillagászoknak újra át kell dolgozniuk a galaxisok keletkezésével és halmazokba rendeződésével kapcsolatos elképzeléseiket. Korábban azt tartották, hogy a világegyetemet egyfajta szivacsnak kell elképzelni: a csillaganyag az üregek keskeny peremvidékén helyezkedik el, és a közöttük levő „lyukak“ üresek. A mostani felfedezés ennek a hipotézisnek a felülvizsgálására kényszerít. Áramvezető műanyagok A kaliforniai egyetem szerveskémikusai az első olyan villamos vezető anyag létrehozásáról számoltak be, amely vízben oldódik. A különös anyag két szerves polimer: etán- és bután-tiofénszulfon- sav keveréke. Nemcsak vezető, hanem elektrokróm is: áram bekapcsolásával narancssárgáról kékre, majd visszaváltoztatható a színe. Telepekben, digitális órákban és számítógép-kijelzőkben használják fel. A legősibb vadászlándzsa A nyugat-németországi Cannstatt környékén végzett ásatásokon egy elefántmészárszék feltárásakor napvilágra került az eddigi legősibb vadászlándzsa. A 2,5 méter hosszú és fegyver az időszámításunk kezdete előtti 250 ezer és 400 ezer év közötti időszakból származik. A tudományos vizsgálatok szerint a Homo sapiens közvetlen elődje vadászhatott vele. Még nem tudják, hogyan restaurálhatják a megkövült fát. Vulkánok a Marson Geológiai szempontból a Mars a legutóbbi időkben is sokkal aktívabb lehetett, mint feltételezték. A Viking Orbi- ter-1 keringő űrszonda kitűnő felvételeket készített egy 4500 kilométer hosszúságú hasa- dékrendszerröl, amelynek mentén sötét foltok láthatók. Amerikai geológusok ezeket a foltokat a vulkánok által kivetett anyagnak tartják, és az a körülmény, hogy a foltok jó állapotban fennmaradtak, arra vall, hogy csak néhány millió éve mehetett végbe a tűzhányók kitörése. A szakadékrendszer egyik térségében olyan anyagkidobódási sávokat találtak, amilyeneket a Holdról ismerünk. A Mars régebbi vulkánossága jól ismert. Ennek bizonyítéka a 27 kilométer magas Olympus Mons, a Naprendszer legnagyobb vulkánja, amelynek körülbelül 3,5 centiméter vastag alapja 600 kilométer átmérőjű. Bad valamilyen belső ok miatt el- vc! körülbelül 3,b centimeter vastag alapja 600 kilometer átmérőjű. ■ ^ VSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSfSSSSfSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSfSfSSSSSSSSSSZSSSMSSSSSSSSSSSSS'SSS*állnak, hanem számtalan periodikus rezgésből (hullámból) összegződnek. Az egyéb (nem zenei) hangok még bonyolultabbak: nem szinuszos hullámokból, még csak nem is szakaszos rezgésekből tevődnek össze, ezért „ellenzajukat“ szinte lehetetlen előállítani. Az aktív zajcsökkentő eljárások egyelőre csak a periodikus rezgések ellensúlyozását szolgálják, de e területen máris jelentősek az eredmények. A legkellemetlenebb zajforrások, a vibrációk jelentős hányada (motorzajok, a légkalapács, de akár a repülőgép gázturbinájának hangja stb.) ugyanis periodikus rezgésekből áll, s a térben nehéz olyan pontot találni, ahol e hangoknak a hullámait ütköztethetnénk, az „ellenzaj“ hullámaival. Elképzelhető viszont, hogy ezt az emberi fül közvetlen közelében, a fülkagyló bejáratánál tegyük. S Így született meg az aktív zajcsökkentő fejhallgató gondolata. A készülék első látásra alig különbözik egy közönséges hifi fejhallgatótól, ha azonban tüzetesebben is megvizsgáljuk, a hangsugárzóink közepénél parányi mikrofonokat veszünk észre. Ez a - szinte a hallójárat kezdetéhez illeszkedő - mikrofonpár érzékeli a „fülvédő“ ellenére is odaérkező maradék hangokat, és ezekből képzett villamos jelet továbbít egy számítógépbe, amelynek az a dolga, hogy a periodikus rezgéssel (vibrációval) azonos, de ellentétes fázisú jelet áHítson elő, amit- mindössze néhány ezredmá- sodperc múlva - a fejhallgató hangszórói visszasugároznak a fülbe. A visszasugárzott és a maradék hangot a mikrofon természetesen folyamatosan „jelenti“ a számitógépnek, amely így szakadatlanul ellenőrzi a zaj és az „ellenzaj“ fázisát. A passzív zajcsökkentők- hangszigetelt fülvédök - maguk is jelentősen mérséklik a külső zajokat, az egészségromboló és a - például a légka- palapáccsal dolgozó munkás számára - hasznos, szükséges (tájékoztató) hangok között. A veszélyt jelző kiáltás vagy egy riasztó kürthang ugyanis akár életmentő lehet. Az aktív zaj- csökkentő rendszernek éppen az a nagy előnye, hogy válogatni, szelektálni képes a hangokat, és csak a károsokat csökkenti (illetve akár meg is szünteti). Miközben - például a motorzúgást teljesen kiiktatja, a kezelőt nem gátolja abban, hogy akár halk zenét hallgasson vagy csendben beszélgessen. Az aktiv zajcsökkentő rendszer - jóllehet még fejlesztik, hiszen az életben nem fejhallgatókra, hanem változatos teljesítményű ellenzaj-generátorokra van szükség - újabb és újabb alkalmazási lehetőségeket kínál. Érdeklődnek iránta az autógyárak, amelyek a hagyományos hangtompítókat készülnek ezekkel kiküszöbölni. Az aktív zaj- csökkentő ugyanis nem okozna teljesítmény-veszteséget, ami a gyakorlatban annyit lejent, hogy használatával a motor teljesítménye - a korábbinál képest- mintegy 10 százalékkal növekedne (vagy a fogyasztása csökkenhetne változatlan teljesítmény mellett). Elképzelhető a helikopterek és légcsavaros repülőgépek rotorhangjának csökkentése is, de a lehetőségek a termelő iparban a legnagyobbak. Az aktiv zajcsökkentő berendezések elterjedésével csökkennének a munkahelyi zajártalmak, s bizonyos esetekben a lakosság nyugalmát is szavatolni lehetne velük. Kézenfekvő a kérdés: lehet-e olyan mindentudó, univerzális ellenzaj-generátort létrehozni, amely az otthonokat zavaró, rendszerint véletlenszerű, tehát nem periodikus zajokat elnyomná. Az eddigi tapasztalatok szerint e feldatot bajos lenne megoldani. Igaz, hogy az elektronika fejlődése már sok lehetetlenről bebizonyította, hogy mégis lehetséges. Delta
