Új Ifjúság, 1987 (35. évfolyam, 1-52. szám)

1987-10-07 / 40. szám

új ifjúság 10

ÜJ FORMÁK, ÜJ LEHETŐSÉGEK

A Voyager leszállás nélküli Föld körüli repülőút ja fényesen bebizonyította, hogy a repülőgépek minőségi fejlesztése terén még igen nagy lehetőségeink vannak. Különösen elgondolkodtató, hogy a glóbusz, leszállás és utántöltés pélküll körülrepü- lését egy viszonylag kis műanyag építésű géppel sikerült megvalósítani, míg a korábbi rekorderek speciálisan átalakított, fém építésű sugárhajtású gépek voltak. (Egy átalakított B-52-es mintegy a fele úthossz megtételével tartotta évek hosszú sorén át a távolsági rekordot.) Látnivaló, hogy az alkalmazott szerkezeti anyagok különbségén túl a konstrukció aerodinamikai sajátosságai is újszerűek voltak, csak így magyarázható, hogy a korábbi rekordot lényegesen meghaladó teljesítményt ért el a Voyager. Mégis, mi várható még a merev szárnyú repülőgépektől?

A NASA Langley Kutatóközpontjának egyik mérnöke — C. P. van Dam — felfigyelt arra a körülményre, hogy a tengeri élőlények közül azok, amelyek mind sebességi, mind távolsági értelemben kiváló úszók, hasonló kialakítású farokúszókkal vannak megáldva. A test hátsó része a halszerűén úszó lényeknél (nem minden vízi élőlény ilyen!) nagyon fontos szerepet játszik, mert a meghajtást is ennek mozgása biztosítja, de a farok az úszó test kormányzásában is részt vesz. A meghajtás érdekében végzett mozgás következtében a farok vége körül esetenként jóval nagyobb az áramlás sebessége, mint az állat haladási sebessége a vízben. így a farokúszó alakja elsőrendű kérdéssé válik az egész mozgás hatásfoka szempontjából.

A kutatók enyhén hátrahajló hátsó élek és finoman elvékonyodó, hátracsapott csúcsos végek mellett a megvizsgált fajtáknál következetesen a farokúszó erősen hátrafelé ívelt mellső élét figyelték meg. Van Damot és társait nem hagyta nyugodni ez a tapasztalat, ugyanis a hangsebesség alatti

repülőgépek tervezésénél évtizedek óta bevett alapelvek szerint ez az alak áramlás- tanilag nem a legelőnyösebb. Legjobb hatásfokúnak az elliptikus alaprajzú szárnyakat tartották (ismételjük: a kisebb repülési sebességek tartományában!); ezektől várható a legcsekélyebb áramlási veszteség mellett a legtöbb felhajtóerő. Természetesen ez az elméleti tétel nem jelenti azt, hogy a repülőgéptípusok mind ilyen szárnnyal épülnének! Az elliptikus szárny ugyanis a gyártás szempontjából nem kellemes: a fesztáv mentén haladva minden egyes — egy darabból gyártott — szárnyelem különbözik a szomszédjaitól, magyarán a fém építésű gépeket nem olcsó ilyen szárnnyal elkészíteni. De ha egy pillantást vetünk a II. világháború egyik legsikerültebb (még légcsavaros) vadászgépének, a Spitfire-nek a körvonalaira, akkor felismerhető a törekvés az ideálisnak tartott elliptikus körvonalra. Említhetnénk példának számos más sikerült típust, szovjet vagy német gépeket, is, azonban inkább térjünk vissza az alapkérdéshez: lehet, hogy évtizedekig valamit helytelenül gondoltak a tervezők? V

Bizony lehet! A halszerű úszó kiválóságok után a vizsgálat a légtér akrobatáira irányult. Azokra a madarakra, amelyek túlnyomóan repülő rovarokkal táplálkoznak, illetve vízből éppen csak elővillanő halakra vadásznak. Tipikusan ilyen életmódot folytat a fecske meg a sirály. Ráadásul mindketten az évszakok változásával el is költöznek, tehát a cikázó műrepülésen kívül a távolsági útvonalrepülésben is jeleskednek. És lám, itt is a holdsarlószerűen hátraívelt szárnyakkal találkozhatunk, és az elliptikus alaknak nyoma sincs! Van Dam munkatársai a NASA-nál és maga a vizsgálatot elindító kutató — aki már egyetemi állást tölt be — ismételt számításokkal és szélcsatorna-kísérletekkel meggyőződtek róla, hogy az élővilágban következetesen előforduló forma csakugyan jobb

az elliptikusnál. A sarlósán hátraívelt ..fecskeszárny“ nyomában legalább 10 százalékkal kisebb energiájú örvénysorok húzódnak, mint a hagyományos elvek szerinti jónak tartott szárnyak mögött. Márpedig az örvénysorok energiája egyértelműen a repülési veszteségek közé tartozik, mérséklésük tehát javítja a hatásfokot.

A mind belépőélénél, mind kilépőélénél hátrahajló szárnyak tehát a jobb hatásfokú repülőgépekhez kívánatosak — ám gyártásuk nem ígérkezik könnyűnek, Az ilyen szárnyban például aligha lehet teljes fesztáv mentén főtartót elhelyezni stb. Mindenesetre az új, grafitszál-merevítésű .epoxigyantából kialakítandó konstrukcióknál nem látszik a dolog lehetetlennek.

Az áramlástechnikqilag kedvezőbb szárnyformák kutatása azért is jelentős, mert a légcsavar számos szempontból speciális forgó szárnynak tekinthető, és hatásfokának javítása nagyban hozzájárulhat a haszon- repülőgépek üzemanyag-fogyasztásának csökkenéséhez. A számítások és a kísérletek azt mutatják, hogy a mai utasszállító gépek óránként 900 km körüli magassági utazósebességének 20—25 százalékos csökkenése az egy tonnakilométerre eső kerozinfelhasználást több mint a felére mérsékelné, ha bevezetnék az új típusú légcsavarokkal épített gépeket, melyek ebben a kissé mérsékelt sebességi tartományban repülnének. A takarékosság mellett szól az alacsonyabb aajszint és a kisebb káros égéstermék-kibocsátás is. A következő évtizedekben ezért a jelek szerint ismét egyre több — korszerű, jő hatásfokú — légcsavaros repülőgép áll a közlekedés szolgálatába.

A motoros repülés még százéves sincs. Igazán nem szégyen ellesni tehát a természettől a jő hatásfokú megoldások titkát. Hiszen a madarak már évmilliók óta repülnek... ,

MML

Kis szóródással mozgó elektronok félvezetőkben

Az Antarktisz-kutatás ötletet ad a Mars-kutatáshoz

A félvezetők építőelemeiben, így a tranzisztorokban az áramot hordozó elektronok mozgását folytonos ütközések szakítják félbe. Emiatt egy-egy elektronnak két pont között megtett útja jóval hosszabb a két pont közti távolságnál, s ezért az elektromos tér irányában áramló energiamennyiség számottevően kisebb, mint ez az elektronok sebességéből következne. Há az elektronoknak ezt a szóródását kiküszöbölhetnék — vagyis ha a pályájukat szóródás nélkülivé tehetnék —, számottevően felgyorsulna a tranzisztorok működési sebessége.

Felix Bloch munkáiból már 1928 óta tudjuk, hogy a tökéletesen szabályos kristályokban az elektronok nem szóródnak. Csakhogy a valóságos kristályok az abszolút nulla fok feletti hőmérsékleten csupán megközelíthetik a tökéletes rendezettséget. Minthogy továbbá bennük az atomoknak hőmozgásuk van, az emiatt támadó összenyomódások és tágulások keltette hullámok is szórják az elektronokat, s végül: az idegen atomokon (szennyeződéseken!) való szóródás szintén megmegváltoztatja az elektronok irányát, meghosszabbítja útjukat.

Mindezek miatt a félvezetőkben nem tudjuk az elektronok szóródását olyan egyszerűen megakadályozni, mint az erősen légritka csövekben.

Az újonnan kifejlesztett építőelemekből — így két különböző egymásra növesztett, több ponton érintkező félvezetőből — olyan félvezetőket állítottak össze, amelyekben a felgyorsított elektronok csaknem szóródás nélkül, tehát kevesebb ütközéssel és ezért gyorsabban haladnak át. Az ilyen építőelemekkel a kapcsolóelemeknek új, a maiaknál egy nagyságrenddel sebesebb nemzedékét hozhatják létre, tudományos eszközként pedig ezek máris hasznosnak bizonyultak annak vizsgálatában, hogy miképpen viselkednek félvezetőkben a kötött fázisvtszonyú nyalábokból álló (koherens) elektronok.

Az emberiséget régóta izgatja az a kérdés, hogy van-e élet a Marson. A Viking-szondák nem találtak rajta élet- folyamatokra utaló jeleket. De ha nincs Is ott élet, azt is érdekes volna tudni, hogy egyáltalán volt-e valaha. A legújabb kutatások szerint a Mars éghajlata egykor olyan lehetett, mint Földünk kialakulásának a legrégibb korszakában, azaz a prekambrium idején. Eszerint az élet létrejöttéhez szükséges körülmények a Marson Is meglehettek. Ha ott fejlettebb élet is kialakult (ám ez nem valószínű), annak nyomait a jövő űrszondával könnyű lesz majd föllelni. De ha csak mikroorganizmusok keletkeztek, ennek az azóta eltelt sok százmillió év múltán már vajmi kevés nyoma maradhatott. A legújabb antarktiszi vizsgálatok szerint azonban a kőzetlakó mikroorganizmusoktól maradandó nyomokat remélhetünk.

Kőzetlakó mikrobákat először a forró sivatagokban fedezett fel mintegy harminc évvel ezelőtt E. Imre Friedmann, a Floridai Állami Egyetem kutatója. A kőzetek felszínközeli mikroszkopikus pórusai jó védelmet adtak ezeknek a szervezeteknek az időjárás viszontagságai ellen. Élettevékenységük során a mikroorganizmusok olyan

módon oldják ki a kőzet anyagait, hogy az semmilyen más fizikai vagy vegyi folyamattal nem utánozható.

Friedmann később arra gondolt, hogy az Antarktisz lehűlése után az ottani kőzetek pórusai esetleg szintén az életet megőrző menedékek voltak. Most ő és egy munkatársa meg is találta ennek nyomait a Ross-sivatag nevű terület homokkövein. Minthogy a homokkövet a vastartalma színezi barnára, ott, ahol a kőzetlakó mikrobák telepei éltek, s a homokkőből kioldották a vasat, a kő a felszín közelében jól felismerhető foltokban kifakult.

Amikor a Mars elveszítette régebbi, viszonylag sűrű légkörét és szabadon folyó vizét, s lehűlt, ott is, mint az Antarktiszon, az élet utolsó menedékei a kőzetek pórusai lehettek. A Mars mai ritka légkörében azután a kövek' már alig változtak meg. Ezért Friedmann azt javasolja, hogy a Mars kövein szintén keressék majd a mikroorganizmusoktól kilúgozott foltokat. Ha volt valaha élet a Marson, van remény rá, hogy ilyeneket találnak. Nemcsak az egyszer majd oda eljutó ember keresheti őket, hanem már a legközelebbi robotok is kutathatnának utánuk.

AFORIZMA

Rejtvényünkben a francia szobrász, Rodin szép megállapítását fejthetitek meg.

VÍZSZINTES: 1. Az aforizma első része. 10.

... Hafun, hegyfok Afrika legkeletibb pontján. 11. Petrarca szerelme volt. 12. Farmernadrágmárka. 18. Arrafelé! 14. Vonat vagy villamos jár rajta. 15. Az ilyen sző csak panaszt jelent. 16. Egymás utáni betűk az ábécében. 17. Aida szerelmese! 20. A tantál vegyjele. 22. Libát hizlalta. 23. Harcos felső estét takaró páncél. 25. Magyar szappanmárka. 27, Fordítva: gyom. 28. Fát felaprít. 29. Magyar-jugoszláv határfolyó. 31. Homérosz hőskölteménye. 32. Megszólítás. 33. Római számok, összegük ötszázegy. 35. Fordított névelő. 36. Atmoszféra röviden. 37. Isztambul elővárosa, 39. Emberi méltóságában, önérzetében bánt. 40. Orosz női név. 42. Nálam egynemű betűi. 44. Maró anyag 45. Fekete törökül. 46. Széchenyi egyik könyvének címe. 48. Éneklő szócska. 49. Idegenszavak előtagjaként kettőst jelent. 50. Vörös-tengeri kikötőváros. 51. Kutyaház. 53. Elcsépelt, mindennapi. 55. Szovjet repülőgéptípus. 56. Irodai

kapocs. 58. Kért, tehát... neki. 59. Idegen három. 60. Lengyel sci-fi író (Staniszlaw).

FÜGGŐLEGES: 1. Svájci folyó. 2. Egyformák. 3. Hosszabb ideig tartózkodik valahol (éf.J. 4. Az egyik közép-amerikai köztársaságba való. 5. A Szovjetunió gépkocsijelzése. 6. A külvilág ingereinek érzékelése. 7. A gallium és az ozmium vegyjele. 8. Szovjet repülőgéptípus. 9. Tagadószó. 10. Az aforizma második része. 14. Fordítva: a hét vezér egyik?. 18. Az aforizma harmadik része. 19. Építőanyag. 21. A szovjet Távol-Kelet legfontosabb víziütja. 23. Az egyik magyar futEalí- klub. 24. Sírdogál. 26. Visszaró! 28. Amiben lakunk. 30. Törökországi nagyváros. 34. Női becenév. 36. Nagy tó a Szovjetunióban. 37. ... -gáre, kártyajáték. 38. A szántóföldi művelés talajszintje alatti réteg. 41. Egyiptomi napisten. 43. Végtelen medikus! 46. Indiai bennszülött. 47. Ezt a fociban büntetik. 49. A bárium és az asztácium vegyjele 52. Kék virágú rostnövény. 54. Tád betűi keverve. 55. Francia területmérték. 57. Máltai és spanyol gépkocsijelzés. 58. Üres tál!

Beküldendő a vízszintes 1, a függőleges 10. és 18 számú sorok megfejtése.

A 38. szám rejtvényének helyes megfejtése: Egy volt az, de tekintettel silány alkatára, öt részben adtam neki.

Könyvet nyert Mester Andrea, Nővé Zámky.