"Бывает нечто, о чём говорят: "смотри, вот это новое"; но это было уже в веках, бывших прежде нас"
Екклезиаст гл.1 ст. 10

пятница, 30 ноября 2012 г.

Законы Кирхгофа



Середина XIX века стала временем активных исследований свойств электрических цепей. Правила расчета простых цепей, такие как закон Ома, были уже достаточно хорошо проработаны. Проблема состояла в том, что никто не знал, как смоделировать математически сложные и разветвленные сети. Густаву Кирхгофу удалось сформулировать универсальные правила, позволяющие достаточно просто анализировать сложные цепи, и эти законы до сих пор остаются важным рабочим инструментом специалистов в области электронной инженерии и электротехники. Оба закона Кирхгофа формулируются просто и имеют понятную физическую интерпретацию.
Первый закон Кирхгофа

В любом узле электрической цепи сумма токов входящих в узел равна сумме токов выходящих, или алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю.
Σ I = I1 + I2 + ... + In = 0

ПРИМЕР
I = I1 + I2 = I - I1 - I2 = 0, так как токи I1 и I1 противоположны току I, то I1 + I2 = 0
Второй закон Кирхгофа

Сумма напряжений в любом замкнутом контуре электрической цепи равна нулю.
Σ V = V1 + V2 + .. + Vn = 0

ПРИМЕР

Сумма падений напряжений на резисторах равна напряжению источника питания.
VE = V1 + V2 + V3 + V4,
а так как сумма падений напряжений на резисторах противоположна по полярности напряжению источника питания, то
VE = - V1 - V2 - V3 - V4
тогда V = VE + V1 + V2 + V3 + V4= 0
Справка: Густав Роберт Кирхгоф (Gustav Robert Kirchhoff; 1824-1887) - немецкий физик. Законы расчета электрический цепей сформулировал, будучи студентом Кёнигсбергского университета в 1845 году. Продолжил свою блестящую карьеру в ряде германских университетов, последним из которых стал Берлинский, где он был профессором теоретической физики с 1875 года и до своей смерти. Совместно с Робертом Бунзеном разработал основы спектроскопии, кроме того, он открыл еще один цикл законов, описывающих тепловое поглощение и излучение в 1859 году.
Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) was a German physicist who contributed to the fundamental understanding of electrical circuits, spectroscopy, and the emission of black-body radiation by heated objects. Kirchhoff formulated his circuit laws, which are now ubiquitous in electrical engineering, in 1845, while still a student. In 1857 he calculated that an electric signal in a resistanceless wire travels along the wire at the speed of light. He proposed his law of thermal radiation in 1859, and gave a proof in 1861. He was called to the University of Heidelberg in 1854, where he collaborated in spectroscopic work with Robert Bunsen. Together Kirchhoff and Bunsen discovered caesium and rubidium in 1861.
Kirchhoff's current law, KCL

At any node (junction) in an electrical circuit, the sum of currents flowing into that node is equal to the sum of currents flowing out of that node, or: The algebraic sum of currents in a network of conductors meeting at a point is zero.
Σ I = I1 + I2 + .. + In = 0

Kirchhoff's voltage law ,KVL

The directed sum of the electrical potential differences (voltage) around any closed network is zero.
Σ V = V1 + V2 + .. + Vn = 0



суббота, 24 ноября 2012 г.

ГОЛУБИНАЯ СВЯЗЬ



Одна из загадок живой природы - навигационные способности птиц. Так голубь, привыкший к месту своего постоянного жительства, будучи завезён даже на очень большое расстояние от дома, возвращается в своё гнездо при первой возможности. Эта удивительная способность голубей возвращаться домой, использовалась людьми с глубокой древности.

Например, Чингис Хан не только установил развитую систему надёжной и быстрой доставки сообщений курьерами из любой точки своей необъятной империи в столицу Золотой Орды (прообраз ямщицкой службы в России), но и широко использовал для связи почтовых голубей, основав густую сеть почтово-голубиных станций повсюду в Азии и частично в восточной Европе. Здесь мы видим одну из первых успешных реализаций голубиной связи, или военно-голубиной почты, при этом в глобальном, вселенском масштабе.

Голубиная связь продолжала использоваться в войсках и в XIX веке, и в начале XX века.
Военно-голубиная станция российской армии в Туркестане, начало ХХ века

Базой голубиной связи служила стационарная или полевая голубиная станция (голубятня). Для голубиной связи голуби передавались лицу, от которого требовалось получать сообщения. При посылке сообщения голубеграмма вкладывалась в лёгкую трубочку (порт-депешник), которая прикреплялась к лапке голубя. Прибывший домой голубь, попадал в летик, оборудованный системой сигнализации, которая давала знать о его прилёте надзирателю.

В 1887 году в русской армии была учреждена отдельная военно-голубиная почта для поддержания в военное время сообщений с обложенными крепостями. Почтово-голубиные станции устраивались в крепостях и в других пунктах по указаниям главного инженерного управления, в котором был сосредоточен надзор за всем этим делом. Для ухода за голубями при каждой станции состояли голубеводы-надзиратели. У каждого почтового голубя имелся штемпель военно-голубиной почты; голуби, имевшие штемпели, считались казённым имуществом.

"Вопрос о надежности голубиной почты на далёких расстояниях через сушу, и море давно решён в утвердительном смысле. Можно безошибочно сказать, что 80 % голубей на расстоянии 150 миль от станции совершат перелёт со скоростью 35-40 миль в час… Голубями теперь пользуются на практике для пересылки важных бумаг. В Германии, Франции, Австрии, Бельгии, Испании, Италии и России голубиные станции для военных целей обставлены очень хорошо. Во Франции, Германии, Италии, России и Испании имеются станции для морских целей, а ныне Великобритания обратила свое внимание на этот прекрасный способ сообщения через море" – сообщал "Правительственный вестник" в 1898 году.
Страница "Модерн микеникс", январский выпуск 1930 года, статья о голубиной связи в Германской армии. Надпись гласит: "Обученные почтовые голуби являются надёжными военными курьерами"
На снимках показаны: передача голубя отправителю; порт-депешник с сообщением крепится на лапку; мобильная голубиная станция на мотоциклетной базе

НЕКОТОРЫЕ ФАКТЫ:

Во время Франко-Прусской войны, французы, в осаждённом Париже, сообщались с союзниками с помощью почтовых голубей. В период осады четыре сотни птиц доставили около 115 000 правительственных депеш и порядка миллиона личных посланий.

100 000 голубей были использованы Антантой, в Первой мировой войне. Процент успешной доставки сообщений в пункт назначения составил 95%.

Во Второй мировой войне, только в Великобритании, в военных операциях было задействовало около 250 000 почтовых голубей. 32 из них были удостоены высшей награды, учреждённой для животных.
Дополнительно: Encyclopaedia Britannica | Military Communication; Modern Mechanix | Jan, 1930 | Trained Carrier Pigeons Are Reliable War Messengers; Pigeons in Military History by Jim Greelis



вторник, 13 ноября 2012 г.

СЕВЕРНЫЙ МОРСКОЙ ПУТЬ


"Северный морской путь - кратчайший морской путь между Европейской частью России и Дальним Востоком" - Русская Википедия

Арктика один из важнейших регионов мира, здесь пересекаются геополитические и геостратегические интересы не только пограничных держав. На мой взгляд, значение Северного морского пути определяется не расстоянием между Мурманском и Владивостоком (кратчайший - не значит лёгкий, дешёвый и быстрый), но его политическим и хозяйственным значением. Севморпуть необходим как для заселения и развития этого богатейшего региона, путём установления прочной связи северных районов с материком, так и в стратегическом плане - эффективно и действенно заявить о своём присутствии в Арктике.



понедельник, 12 ноября 2012 г.

Арктическая навигация 1983 года


Пролив Лонга


Ледовая обстановка 1983 г. в Восточном секторе Арктики сложилась аномальная. Подвижки многолетних льдов Айонского массива и последующее сильнейшее сжатие привело к тому, что в ледовом плену в октябре оказалось 57 судов (все ледового класса, другие в Арктику не ходили), в том числе атомоход "Ленин" и другие ледоколы. Даже атомный ледокол "Леонид Брежнев" оказался бессилен. В сильной подвижке льды ломались, смерзались, превращались в монолит. Под угрозой оказались не только суда, но и жизнь северных посёлков, ожидавших арктического завоза. 9 октября льдами у косы Двух Пилотов был раздавлен сухогруз "Нина Сагайдак". Его экипаж был доставлен на ледоколы вертолётом.
Краткая сводка событий:

"В условиях сильной подвижки сплочённого льда и усиления сжатия, канал во льдах, оставляемый ледоколами, тут же затягивается ...

Лёд 10 баллов ... После потери хода начинается неуправляемый дрейф судов ...

6 октября во время сколки льда вокруг каравана атомный ледокол "Леонид Брежнев" теряет лопасть гребного винта ...

Т/х "Коля Маготин" - разорвана обшивка, затоплен трюм ...

Т/х "Нина Сагайдак" навалило на танкер "Каменск-Уральский", на сухогрузе разорвана наружная обшивка, судно имеет крен 16 градусов, руль вывернуло на левый борт, гребной винт заклинен. Главный двигатель не проворачивается ...

На т/х "Нина Сагайдак" и танкер "Каменск-Уральский" наваливается танкер "Уренгой" ...

9 октября - на т/х "Нина Сагайдак" водотечность в машинном отделении и трюме ... Машинное отделение затоплено ..."
ЛЕДОКОЛЫ

Только в начале ноября появилась возможность вывода судов из ледового плена...

В караване лидировал ледокол "Леонид Брежнев", который прокладывал канал, за ним шли ледоколы "Адмирал Макаров", "Ермак", которые расширяли канал, делали сколку льда вокруг судов, а затем с другими ледоколами проводили транспортные суда на коротких буксирах ...

Лёд был очень тяжелый, до 3-5 метров. При прокладке канала ледоколы сбрасывало в стороны. Канал был крайне неровный. Без конца рвались стальные буксирные стропы ("усы") диаметром 60-65 мм ...
За 8 дней перехода из Певека к Берингову проливу было пройдено 770 миль. Средняя скорость составила 3,9 узла. Атомоход "Леонид Брежнев" практически постоянно работал на максимальной мощности.
Отдадим дань мужеству, самоотверженности и профессионализму полярных моряков, ледовых капитанов. Говорят, что это была самая крупная в мире успешная спасательная операция на море и во льдах.

Атомный ледокол "АРКТИКА" (с 1982 года по 1986 год "Леонид Брежнев")
Место постройки: Ленинград, Балтийский завод, 1975 год. Водоизмещение - 23460 тонн; длина - 148 метров; ширина - 30 метров; осадка - 10,5 метров; мощность - 75000 лошадиных сил; скорость хода на чистой воде - 20 узлов; экипаж - 115 человек; позывной: UCKH
Капитаны: Ю.С. Кучиев, В.А.Голохвастов, Анатолий Алексеевич Ламехов, А.Н.Баринов
Ледокол "ЕРМАК"
Место постройки: Финдляндия, Турку, завод Вяртсиля (Wärtsilä), 1974 год. Водоизмещение - 20241 тонн; длина - 135 метров; ширина - 26 метров; осадка - 11 метров; мощность - 36000 лошадиных сил; скорость хода на чистой воде - 19.5 узлов; автономность плавания - 4400 миль; экипаж - 118 человек; позывной: нет данных
Капитан: Ю.П. Филичев.
Ледокол "АДМИРАЛ МАКАРОВ"
Место постройки: Финдляндия, Турку, завод Вяртсиля (Wärtsilä), 1975 год. Водоизмещение - 20247 тонн; длина - 135 метров; ширина - 26,5 метров; осадка - 11 метров; мощность - 36000 лошадиных сил; скорость хода на чистой воде - 19.5 узлов; автономность плавания - 4400 миль; экипаж - 118 человек; позывной: UGSN
Капитаны: Вадим Иванович Абоносимов, Сергей Фёдорович Решетов, Вадим Андреевич Холоденко, Геннадий Иванович Антохин.
Ледокол "ЛЕНИНГРАД"
Место постройки: Финдляндия, завод Вяртсиля (Wärtsilä Sandviken), 1961 год. Водоизмещение - 15300 тонн; длина - 123,3 метра; ширина - 24,5 метра; осадка - 10,5 метров; мощность - 22000 лошадиных сил; скорость хода на чистой воде - 19 узлов; экипаж - 100(?) человек; позывной: USGC
Капитаны: Вадим Иванович Абоносимов, Вадим Андреевич Холоденко.
Атомный ледокол "ЛЕНИН"
Место постройки: Ленинград, Адмиралтейский завод, 1959 год. Водоизмещение - 16 тысяч тонн; длина - 134 метра; ширина - 27,6 метра; осадка - 10,5 метров; мощность - 44000 лошадиных силы; скорость хода на чистой воде - 18 узлов; экипаж - 243 человека; позывной: UBHK
Первый капитан: Павел Акимович Пономарев.
Не хочу, да и не в праве, вдаваться в анализ событий этой эпопеи, хотя я и был невольным свидетелем описываемых событий, но замечу, что довольно драматические последствия арктической навигации 1983 года, наверное, можно было избежать при ответственном и скоординированном планировании северного завоза людьми чётко пониманимающими, что он из себя представляет на всех стадиях выполнения, учитывающими и готовыми к всем рискам морских и сезонных арктических перевозок.



четверг, 8 ноября 2012 г.

ДРУКАРЬ КНИГЬ ПРЕДТЫМЬ НЕ ВИДАННЫХЬ


Книгопечатание было введено в Московском государстве спустя почти целое столетие после его изобретения и распространения в Западной Европе.

В 1553 году царь Иван Васильевич, нуждаясь в богослужебных книгах для вновь строившихся церквей в завоёванном Казанском царстве и других местах России, повелел скупать рукописные книги на торжищах. Но оказалось их мало исправных, и в том же 1553 году "царствующему над всею Россиею царю и великому князю Иоанну Васильевичу вложил Бог в ум благую мысль, как бы ему изряднее в русской земле учинить и вечну память о себе оставить: произвести бы ему от письменных книг печатныя, ради крепкаго исправления и утверждения и спорнаго делания, и ради легкой цены, и ради своей похвалы, дабы было всякому православному христианину праведно и несмутно читать святые книги и говорить по ним, и дабы повелеть испущать во всю Русскую землю".
В 1563 начали заниматься книгопечатанием два русских мастера: дьякон Иван Фёдоров и Пётр Тимофеев Мстиславец. В марте 1564 года окончено было печатание "Дѣянiя Апостольска и посланiя соборная и святаго Апостола Павла посланiя" Этот первенец русской печати состоял из 267 листов, в 25 строк на каждой странице и с рисунком евангелиста Луки. Набор по большей части без отделения предлогов и союзов, и по обычаю того времени, с разными украшениями. Формат – в малый лист, бумага плотная голландская, чистая, заглавные буквы были напечатаны киноварью.
В то время в Москве существовал обширный класс "доброписцев", которые занимались перепискою книг. Книгопечатание отнимало у них работу и лишало доходов. Всё это было причиною того, что первых типографщиков обвинили в ереси и волшебстве. Не находя защиты в своём отечестве, Иван Фёдоров оставил свой город и родную землю, убежал за границу.
Судя по сохранившимся записям, книгопечатник не искал для себя житейских благ, а полностью посвятил себя высокому служению. В 1585 году Фёдоров напечатал знаменитую Библию Острожскую, первую полную Библию на славяно-русском языке.

Умер первый русский книгопечатник в нищете, в предместье города Львова. Внизу надгробной плиты, на могиле Фёдорова в церкви преподобного Онуфрия, надпись:

ДРУКАРЬ КНИГЬ ПРЕДТЫМЬ НЕ ВИДАННЫХЬ

По материалам: ИСТОРИЯ КНИГИ НА РУСИ | А.А. БАХТИАРОВ | Издание Ф. Павленкова, С.-ПЕТЕРБУРГ, 1890; Журнальная иллюстрация Константина Арцеулова



среда, 7 ноября 2012 г.

ЦВЕТНОЕ ТВ - ПЕРВЫЕ ШАГИ


Журнал "Техника-молодёжи", 1955 №7.
Система с вращающимися дисками (фильтрами), трёх-лучевая трубка с точечным экраном, трубка Лоуренса с полосовым (растровым) экраном

Самые ранние упоминания о возможности передачи цветного изображения на расстояния, в том числе, первые упоминания о строчной и кадровой развёртках, встречаются в публикациях 1880 года французского инженера Мориса Леблана (Maurice Leblanc; 1857-1923).

Польский изобретатель Ян Щепаник (Jan Szczepanik; 1872-1926) в 1897 году запатентовал систему передачи цветного изображения, использующую селеновый фотоэлемент на передающей стороне и электромагнитную систему управления осциллирующим зеркалом и призмой на приёмной стороне. Но его система не содержит средств анализа спектра на передающем конце, и, возможно, не работала бы так, как он описал её.

На первый взгляд казалось, что передача движущего цветного изображения, не составляет проблемы, стоит только разместить на передающем и приёмном дисках Нипкова, вместо одной, три отдельные спирали, закрытые красными, синими и зелёными стёклами, однако передачу таким способом, осуществить не удавалось.

Только 3 июля 1928 года, шотландским инженером Джоном Лоуги Бэрдом (John Logie Baird; 1888-1946) была продемонстрирована первая в мире цветная передача движущего изображения. Диски передатчика были с тремя спиралями отверстий, каждая спираль со своим фильтром первичного цвета. Приёмник имел три источника света первичных цветов и коммутатор управляющий ими.
Системы телевидения Джона Бэрда

В 1940 году Джон Бэрд начал работу над полностью электронной системой, завершить которую ему помешала смерть.
В дальнейшем системы цветного телевидения использовали два основных способа обработки сигнала (не забываем, что цветных кинескопов в то время не существовало):
Один из способов – перед передающей трубкой, которая одинаково чувствительна ко всем цветам, устанавливался вращающейся диск из трёх фильтров. Получающиеся последовательные сигналы, в приёмном устройстве, посредством вращающегося фильтра перед приёмной трубкой (такого же как и на передатчике), преобразуются в цветное изображение. Продемонстрирована Джоном Лоуги Бэрдом в 1940 году.
Другая схема подразумевала одновременную передачу всех цветных сигналов без фильтров, через три фотоэлемента, чувствительных каждый к своему цвету. На приёмном устройстве, три изображения базовых цветов, сводились в одно цветное, путём проецирования на общий экран.
Оба способа имели существенные недостатки и были не полностью совместимы с существовавшими на то время стандартами черно-белого телевидения, например, сигналы цветности необходимо было сжать и разместить в частотном спектре выделенном для черно-белого телевидения не нарушая его структуры - одна из существенных, но не единственная проблема связанная с обработкой и передачей цветного сигнала; приёмник цветного телевидения был громоздким и дорогостоящим: состоял из огромного, вращающегося с большой скоростью диска, установленного перед эраном кинескопа, или трёх трубок, проецирующих изображение на общий экран. Описанную проблему приёмного тракта могла бы решить приёмная электронно-лучевая трубка с нанесённым на её экран люминофором красного, зелёного и синего цвета и трёх электронных лучей, формируемых трубкой, которые проходя через теневую маску кинескопа попадают каждый на свою цветную точку (иллюстрация в начале статьи), над созданием которой велась активная работа в пятидесятых. Тем не менее, в период с 1928 года до начала 1950-ых цветное телевидение было практически реализовано соответственно технологическим возможностям того времени, дало импульс дальнейшим исследованиям в этой области и последующему массовому использованию приобретённых инноваций.
Дополнительно: BAIRD TELEVISION; Encyclopædia Britannica | British inventor John Logie Baird; К.А.Гладков | Дальновидение | Государственное издательство технико-теоретической литературы | Москва 1951, Ленинград; К.А.Гладков | Радуга на экране | Журнал "Техника-молодёжи", 1955 №7



суббота, 3 ноября 2012 г.

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ



Многие учёные работали над классификацией и систематизацией химических элементов, но гениальное провидение, основанное на знании, было дано лишь одному - Дмитрию Ивановичу Менделееву (1834–1907) , который составил таблицу химических элементов, группируя их в порядке возрастания атомных весов и сходству свойств. В отличие от других, Менделеев не ограничился распределением химических элементов на классы по их признакам. Сами классы химических элементов он систематизировал в зависимости от их качественных особенностей и атомного веса.

В предисловии ко второму выпуску первой части своего классического труда "Основы химии", вышедшему в 1869 г., Менделеев привёл таблицу элементов под названием "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве". В марте 1869 г. на заседании Русского химического общества Н. А. Меншуткин представил от имени Менделеева его периодическую систему элементов. В том же году это сообщение на немецком языке появилось в журнале "Zeitschrift für Chemie", а в 1871 году в журнале "Annalen der Chemie" была осуществлена развёрнутая публикация Д. И. Менделеева, посвящённая его открытию — "Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente".

Немецкий учёный, академик Л. Кольдиц (нем. Lothar Kolditz) так характеризует открытия Д. И. Менделеева, сопоставляя результаты его труда с работами других исследователей, искавших подобные закономерности:
"Никто из учёных, занимавшихся до Менделеева или одновременно с ним исследованиями соотношений между атомными весами и свойствами элементов, не смог сформулировать эту закономерность так ясно, как это сделал он. В частности, это относится к Дж.Ньюлендсу и Л.Мейеру. Предсказание ещё неизвестных элементов, их свойств и свойств их соединений является исключительно заслугой Д.И. Менделеева … Наилучшим образом он смог применить свой метод горизонтальной, вертикальной и диагональной интерполяции в открытой им периодической системе для предсказания свойств…"
"Если бы Менделеев связал себя предумышленной концепцией, он должен был бы разместить элементы точно в соответствии с их атомными весами. При этом под алюминием оказался бы не похожий на него титан, под кремнием - не имеющий ничего с ним общего ванадий, под фосфором - совершенно чуждый ему хром и т.д. Никель должен был бы идти впереди кобальта, так как атомы никеля легче атомов кобальта, по этой же причине йод должен был бы в таблице предшествовать теллуру. Но Менделеев настолько ярко ощущал достоверность открытого им закона периодической смены свойств атомов элементов, расположенных в их естественной последовательности, что на него он опирался в первую очередь. Он видел, что естественного, обусловленного системой элементов, перехода от алюминия к титану нет. Здесь должен быть переходный элемент, неведомый, ближайший родственник алюминия. И Менделеев оставил для него пустое место...
Подобных пустых клеток в системе получилось три. Считаясь именно с химическими свойствами элементов, а не только с их атомным весом, Менделеев определил место в таблице для кобальта, который он поставил на 27-е место, а никель на 28-е, хотя атомный вес кобальта больше; далее, он теллур поместил в 52-ю клетку своей таблицы, а йод - в 53-ю, хотя их атомные веса находятся в обратном соотношении
"
О. Писаржевский | Менделеев, 1949

Dmitri Mendeleev (1834–1907) is best known for his work on the periodic table; arranging the 63 known elements into a Periodic Table based on atomic mass, which he published in Principles of Chemistry in 1869. His first Periodic Table was compiled on the basis of arranging the elements in ascending order of atomic weight and grouping them by similarity of properties. He predicted the existence and properties of new elements and pointed out accepted atomic weights that were in error. This organization surpassed attempts at classification by Beguyer de Chancourtois and Newlands and was published a year before the work of Lothar Meyer.

Источники: Иллюстрации из книги: Менделеев Д.И. Основы Химии. Спб.: Типо-литография М.П. Фроловой, 1906
Дополнительно: Таблица Менделеева online