Использование гиперфокального расстояния. Камера гиперболическая


Гипербарическая камера в Израиле: стоимость, отзывы, больницы. Гипербарическая камера Израиль: цены, клиники, диагностика

Зачастую различные заболевания и физические травмы сопровождаются ухудшением снабжения кислородом тканей и органов. Помочь организму активизировать естественные процессы исцеления может процедура под названием гипербарическая оксигенация. В израильских клиниках ее проводят посредством барокамер, среди которых есть как одноместные, так и очень большие, вместимостью до 18 человек.

Гипербарическая камера – это герметичная емкость, куда подается кислород под высоким давлением. Таким образом, пациенты вдыхают воздух с повышенной концентрацией кислорода, что способствует ускоренной выработке лейкоцитов для борьбы с болезнетворными факторами и повышенному кровоснабжению тканей.

Использование гипербарической оксигенации стало настоящим прорывом в лечении неврологических заболеваний в Израиле. Насыщение кислородом поврежденных клеток головного мозга может даже привести к восстановлению функций, утраченных в результате инсульта и других неврологических болезней.

Медицинские центры Израиля, где используются гипербарические камеры

В Израиле гипербарическая медицина развивается очень интенсивно. Ведущие клиники страны все чаще включают гипербарическую оксигенацию в лечебные программы при многих диагнозах. Следует заметить, что подобная процедура очень комфортна для пациентов, так как в барокамере можно расслабиться и послушать музыку или заняться другим приятным времяпровождением.

Израильские специалисты в сфере использования гипербарических камер

Сейчас многие израильские специалисты проводят исследования в области расширения возможностей применения барокамер. Поэтому пациентам со многими диагнозами стоит поинтересоваться, насколько целесообразным в их случае будет использование этой лечебной методики.

Заболевания и патологии, при которых будет эффективным использование барокамеры

  • Трудно заживающие раны при сахарном диабете;
  • Тепловые ожоги;
  • Воспалительные заболевания костной ткани;
  • Последствия глубоководного ныряния и декомпрессионная болезнь, которой страдают водолазы;
  • Спортивные травмы;
  • ДЦП;
  • Побочные эффекты после лучевой терапии;
  • Отравления угарным газом;
  • Газовая гангрена;
  • Кессонная болезнь;
  • Устойчивые к лечению микозы;
  • Сердечнососудистые заболевания;
  • Последствия пластических операций и косметологических процедур;
  • Черепно-мозговые травмы;
  • Осложнения после инсульта;
  • Некроз костных или мягких тканей;
  • Хронический остеомиелит;
  • Последствия значительных кровопотерь;
  • Острое отравление цианидами.

Диагностика перед гипербарической оксигенацией

Хотя барокамера в подавляющем большинстве случаев улучшает самочувствие пациентов, перед процедурами с ее использованием больному следует пройти диагностику и консультацию у врача на предмет наличия факторов риска. Первый раз в гипербарическую камеру пациент заходит в сопровождении медсестры, которая контролирует его состояние, а также измеряет при помощи специальной аппаратуры уровень кислорода в районе раны (если больной проходит лечение труднозаживающих ран).

newmed.co.il

Гипербарическая медицина | КейКом

Что такое Гипербарическая Оксигенация?

Гипербарическая Оксигенация (ГБО) является видом лечения, при котором пациент полностью находится в герметичной камере и дышит кислородом при давлении, большем, чем одна атмосфера. Дыхание 100% кислородом при нормальном атмосферном давлении или применении кислорода вне герметичной камеры не считаются гипербарической оксигенацией.

Что такое Гипербарическая Одноместная Камера?

Одноместной называется гипербарическая камера, в которую может быть помещен только один пациент. При этом кислород под давлением заполняет весь внутренний объем камеры. Доступ к пациенту осуществляется через специальные порты и транзитные устройства.

Как действует Гипербарическая Оксигенация?

В результате гипербарической оксигенации активизируются значительные физиологические механизмы, что и объясняет многие терапевтические эффекты:

1.

Избыточное насыщение крови кислородом:

 

При гипербарической оксигенации плазма крови избыточно насыщается кислородом. Дыхание чистым кислородом при трехкратном атмосферном давлении (3 атм.) увеличивает поставку физически растворенного в крови кислорода к тканям в 15 раз по сравнению с дыханием обычным воздухом при нормальном давлении. Это способствует образованию новых капилляров в ранах и обеспечению потребностей ишемированных тканей в кислороде. Эффект гипероксигенации применяется при лечении анемий, ишемий и некоторых отравлений.

2.

Механический эффект увеличенного давления:

 

При увеличении давления любой свободный газ уменьшается в объеме. Трехкратное увеличение давления при гипербарической оксигенации приводит к сокращению размеров пузырьков газа на две трети. Это снижение объема газа успешно применяется при лечении воздушных эмболий и кессонной болезни.

3.

Действие масс газов:

 

«Промывание» организма одним из газов приводит к удалению всех остальных. Этот эффект более выражен при избыточном давлении промывающего газа, чем при обычных условиях, и позволяет применять гипербарическую оксигенацию для лечения отравлений оксидом углерода («угарный газ») и острого отравления цианидами.

4.

Сужение сосудов:

 

Подаваемый под высоким давлением кислород приводит к сужению артериальных сосудов без развития гипоксии, что выражается в снижении отечности поврежденных тканей и вторичному снижению внутричерепного давления. Этот эффект полезен при лечении ожогов, травматических повреждений и внутренних кровотечений. За счет этого эффекта гипербарическая оксигенация может применяться при острых повреждениях головного и спинного мозга.

5.

Замедление роста бактерий:

 

При гипербарической оксигенации останавливается рост множества анаэробных и аэробных микроорганизмов. Этот эффект дополняется активацией собственных защитных сил организма. Поэтому гипербарическая оксигенация полезна при лечении заболеваний, нарушающих ответ организма на инфекцию, например, при дисваскулярных заболеваниях или заболеваниях, сопровождающихся подавлением иммунитета.

Показания к Гипербарической Оксигенации

  • Некроз лучевой кости и некроз мягких тканей;
  • Кессонная болезнь;
  • Тепловые ожоги;
  • Отравление оксидом углерода («угарный газ»), острое;
  • Газовая эмболия, острая;
  • Газовая гангрена;
  • Остеомиелит, хронический, устойчивый к лечению;

 

  • Инфекции мягких тканей, аэробные и анаэробные;
  • Травмы с острой травматической ишемией;
  • «Проблемные» кожные трансплантаты, облегчение заживление ран;
  • Микозы, устойчивые к лечению;
  • Отравление цианидами, острое;
  • Анемия вследствие потери крови.

 

Барокамеры фирмы "Sechrist Industries", США

Гипербарические одноместные камеры ф. Sechrist (США), модели 2800 и 3200, идеально подходят для интенсивной терапии. Корпус камеры изготовлен из полированного прозрачного акрила, удовлетворяющего требованиям Стандартов безопасности для гипербарических камер ASME PVHO-1. Все металлические детали изготовлены из алюминия или нержавеющей стали, одобренной Американским Обществом Инженеров-механиков (ASME).

Модели 2800 и 3200 являются пневматически контролируемыми камерами, в которых возможно создание давления до 3,0 атм., что соответствует принятым в настоящее время клиническим протоколам в гипербарической медицине (Undersea and Hyperbaric Medical Society, Hyperbaric Oxygen Therapy: A Committee Report 1996.). Уникальные особенности, высокая надежность и безупречное качество делают их превосходным выбором для лечения пациентов любой степени тяжести.

Возможности:

Используя специально разработанные порты и узлы прохода, гипербарические камеры ф. Sechrist обеспечивают широкие возможности интенсивной терапии:

  • Механическая искусственная вентиляция легких (при помощи гипербарического аппарата ИВЛ ф. Sechrist, специально разработанного для одноместных гипербарических камер)
  • Несколько линий для внутривенных инфузий
  • Мониторинг, включая ЭКГ, ЭЭГ, температуру и инвазивное артериальное давление
  • Трансутанный мониторинг газов крови
  • Неинвазивный мониторинг артериального давления
  • Возможность экстренной вентиляции, с использованием набора, включающего клапана, шланги, фитинги, и две взрослые кислородные маски (модель 3200, в модели 2800 – опция)
  • Возможность выбора газов (позволяет проводить гипербарическую терапию 100% кислородом или подготовленным медицинским воздухом) (модель 3200, в модели 2800 – опция)

Безопасность

Одноместные гипербарические камеры ф. Sechrist были разработаны по высочайшим стандартам безопасности:

  • Все компоненты изготовлены из полностью неискрящихся материалов
  • Камера и носилки заземлены
  • Ленты обеспечивают надежную фиксацию и заземление пациента (при необходимости)
  • Матрас и подушка (опция) изготовлены из огнестойких материалов
  • Дверь быстрого доступа оборудована системой блокировки
  • Аварийная система вентиляции обеспечивает экстренную декомпрессию камеры в течение 60 секунд или менее
  • Декомпрессия даже при неожиданном нарушении газоснабжения происходит с линейной скоростью, обеспечивающей комфортные условия для пациента
  • Камера оборудована постоянным аудио-мониторингом и системой двухсторонней связи пациент – оператор
  • Система вызова медицинского персонала (активируется пациентом) (модель 3200, в модели 2800 – опция)
  • Система защиты предотвращает создание избыточного давления

Удобство и Маневренность

Гипербарические камеры ф. Sechrist легко перевозятся в условиях клиники и специально разработаны с учетом компактности и легкости. При этом в модели 2800 можно комфортно разместить пациента с массой тела до 180 кг, в модели 3200 – до 204 кг.

  • Могут перевозиться в большинстве больничных грузовых лифтов
  • Проходят через широкие двери (стандарт 121,9 см)
  • Легко перевозится двумя людьми
  • Проходит по большинству больничных коридоров, включая повороты
  • За счет равномерного распределения веса может размещаться на любом полу без специальной подготовки

Легкость управления

Гипербарические камеры разработаны с учетом требований функциональности и легкости управления:

  • Возможен заказ камеры с правосторонним или левосторонним размещением пульта, что позволяет одному оператору легко управлять двумя рядом стоящими камерами. Например, модель 2800 имеет левостороннюю панель и дверь, открывающуюся слева направо, модель 2800R – правостороннюю панель и открывающуюся справа налево дверь
  • Для управления камерой необходим только один подготовленный оператор
  • Панель управления имеет легко читаемые манометры, градуированные в PSI, кПа, Атм
  • Флоуметр позволяет как мониторировать, так и устанавливать приток газа к камере
  • Счетчик циклов компрессии (в модели 3200)

Легкость установки и технического обслуживания

Гипербарические камеры ф. Sechrist просто устанавливаются в большинстве больничных палат:

  • Все коннекторы удобно расположены в задней части камеры
  • Прилагаются все необходимые адаптеры и шланги
  • Для работы камеры не требуется электроэнергии (кроме селекторной связи, требующей стандартной сети 110 / 220В)
  • Камера разработана с учетом максимально полезного использования площади помещения и требует минимального приспособления существующих помещений
  • Установка камеры осуществляется специально обученным персоналом
  • Доступ для технического обслуживания через снимаемые панели и консоль
  • Простые инструкции по техническому обслуживанию
  • Низкая цена на ежегодное обслуживание

Удобство пациента

Многолетний опыт ф. Sechrist в производстве гипербарических камер и консультировании центров гипербарической медицины нашел свое отражение в комфорте и безопасности, которые модели 2800 и 3200 обеспечивают пациентам. Бесшовный, отполированный акриловый цилиндр обеспечивает свободное наблюдение за пациентом. Это не только снижает беспокойство пациента, но и позволяет персоналу постоянно наблюдать за ним для более быстрого реагирования на его потребности.

Большой внутренний диаметр

Большой внутренний диаметр гипербарической камеры модели 3200 (81,3 см) обеспечивает полную свободу движения пациента.

  • Снижается чувство тревоги у пациента
  • Пациенты с большей массой тела (до 204 кг) могут удобно разместиться внутри камеры
  • Головная часть ложа может быть приподнята, что позволяет лечить пациентов, не переносящих горизонтального положения тела
  • Камера может быть оборудована дополнительными широкими носилками с устанавливаемыми бортиками и матрасом для пациентов большой массы тела с поднимающимся на 20о головным концом

Система связи

Гипербарические камеры ф. Sechrist имеют многофункциональную систему связи, включающую:

  • Непрерывный звуковой контроль за пациентом через внутренний динамик камеры
  • Селекторная связь через телефонную трубку, позволяющая осуществлять частную двухстороннюю беседу между пациентом и персоналом
  • Система вызова медицинского персонала (активируется пациентом) (модель 3200, в модели 2800 – опция)
  • Аксиллярный аудио-вход, позволяющий проводить телевизионную, аудио или видео трансляцию для пациентов во время терапии

Простая транспортировка

Гипербарические камеры включают носилки и тележку, специально разработанные для удобства загрузки и выгрузки пациента из камеры.

  • Мягкое скольжение носилок по направляющим камеры снижает неприятные ощущения пациента
  • Пациент может перевозиться внутри больницы на носилках / тележке, входящих в комплект гипербарической камеры
  • Возможна комплектация транспортными носилками, включая гидравлическую версию с изменяемой высотой

Дополнительные принадлежности

Следующее вспомогательное оборудование может быть использовано совместно с гипербарическими одноместными камерами:

  • Гидравлические транспортные носилки с матрасом и покрывалом
  • Подушка с фиксированным угло наклона
  • Набор для внутривенных вливаний во время гипербарической терапии (одноразовые, 24 шт/уп)
  • Набор для вызова пациента
  • Панель выбора газов (позволяет проводить гипербарическую терапию 100% кислородом или подготовленным медицинским воздухом)
  • Аппарат ИВЛ Sechrist 500А для проведения искусственной вентиляции легких во время гипербарической оксигенации, включающий мобильное основание, контур пациента и шланги
  • Набор крепления вентилятора, позволяющий монтировать аппарат ИВЛ непосредственно на камеру
  • Набор принадлежностей для экстренной вентиляции, включая клапана, шланги, фитинги, и две взрослые кислородные маски
  • Система фильтрации воздуха
  • Инфузионный насос, адаптированный к условиям гипербарической оксигенации
  • Транскутанный кислородный монитор
  • Монитор измерения неинвазивного артериального давления

Технические характеристики:

Характеристики

Модель 2800

Модель 3200

Внутренний диаметр

70,5 см

81,3 см

Внутренняя длина

213,4 см

228,6 см

Внутренний объем

0,8 м3

1,2 м3

Наружная длина

251,5 см

268,0 см

Наружная ширина

99,1 см

115,6 см

Наружная высота

130 см

146,1 см

Масса

544 кг

920 кг

Максимальное рабочее давление

3,0 атм / 206,9 кПа / 30,0 psig

3,0 атм / 206,8 кПа / 30,0    psig

Температура окружающей среды

10о – 37,8°

10о – 38°

Давление входящих газов

50,0 – 70,0 psi / 344,8 – 482,7 кПа

50,0 – 70,0 psi / 344,7 – 482,6 кПа

Скорость компрессии / декомпресии

1,0 – 5,0 psi/мин / 6,9 – 34,5 кПа/мин

1,0 – 5,0 psi/мин / 6,9 – 34,5 кПа/мин

Очищающий поток

240 – 400 л/мин

240 – 400 л/мин

Скорость экстренной декомпресии

30,0 – 0,0 psi / 206,9 – 0,0 Кпа максимум в течение 60 секунд

30,0 – 0,0 psi / 206,8 – 0,0 Кпа максимум в течение 60 секунд

www.keykom.ru

Вихревая камера

 

946681

Союз Советских

Социалистических

Pecnyáëèê

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ фф

//-

r с%.. (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 04. 06. 80 (21) 2952908/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300782. Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 30.07.82

1 1 М g+ з

В 04 С 3/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

153} УДК 66.015.

° 23(088 ° 8) (72) Авторы изобретения

« ю g Ы з а и

В.П.Кащеев и В.A.Ëåâàäíûé к

Белорусский ордена Трудового Красного Зн ени „., политехнический институт (71) Заявитель (54) ВИХРЕВАЯ КАМЕРА

15

hего

30

Изобретение относится к айпаратам для проведения тепломассообменных процессов в поле центробежных сил и в режиме псевдоожижения твердых частиц жидкостью илк. газом и может найти применение в энергетической, металлургической, нефтеперерабатывающей промышленности, в химической технологии, Известна вихревая камера для создания центробежного кипящего слоя твердых частиц, содержащая ресивер, патрубки для ввода и вывода потока среды, направляющей аппарат и плоские торцовые стенки (1) и (2).

В такой вихревой камере невозможно создать устойчивЫй центробежный кипящий слой твердых частиц в связи с выносом вдоль торцов потоком рабочей среды частиц, попавших на плоские торцовые стенки и потерявших окружную скорость.

Известна вихревая камера для проведения процессов тепло- и массообмена, содержащая корпус, патрубки для ввода и вывода рабочей среды, установленный концентрично в корпусе кольцевой закручиватель потока и торцовые крышки, имеющие криволинейную гиперболическую форму и образующие рабочую полость увеличивающегося от периферии к центру поперечного сечения f 3 ).

Недостатки известной вихревой камеры заключаются в высокой интенсивности истирания вращающихся частиц и торцовых стенок, а также в низкой ее эффективности. Благодаря тому, что на больших радиусах камеры гиперболические выпуклые внутрь торцовые стенки имеют малую кривизну, то попавшие на торцовые стенки твердые частицЫ, вращающиеся на больших радиусах и имеющие большие моменты количества движения, достаточно долго движутся вдоль стенки до момента отрыва от нее радиальной оставляющей потока рабочей среды. Это приводит к высокой интенсивности истирания торцовых стенок и твердых частиц. Кроме того, так как межторцовое расстояние в камере подчиняется соотношению где h — текущее межторцовое расстояние, ho — межторцовое расстояние наружной границы центробежного кипящего слоя, r - текущий радиус

946681

6750

Перепад давления на камерен кгс/см

Толщина Объем кипяще- кипящего слоя ro слоя см CM

Толщина кипящего слоя см

Объем кипящего слоя см

Расход воды через камеру и /ч

41

950

2,7

426

2,3

2,1

1920

850

2,5 камеры, r - радиус наружной границы кипящего слоя, то объем кипящего слоя твердых частиц в камере мал при сравнительно большом отношении поверхности кипящего слоя к объему.

М ленький объем кипящего слоя в камере снижает эффективность ее, а большое отношение поверхности кипящего слоя к объему снижает коэффициент полезного действия, так как увеличиваются потеря, например, утечки тепла, через поверхность.

Цель изобретения - снижение интенсивности истирания частиц и улучшение геометрических характеристик слоя частиц. 15

В вихревой камере, содержащей корпус, патрубки для ввода и вывода рабочей среды, установленный концентрично в корпусе кольцевой эакручиватель потока и торцовые крышки, имею- 20 щие криволинейную форму и образующие рабочую полость увеличивающегося от периферии к центру поперечного сечения, поставленная цель достигается за счет выполнения. торцовых кры-25 шек параболическими вогиутыми.

На фиг. 1 представлена предлагаемая вихревая камера, разрез; на фиг. 2 - сечение A-A на фиг. 1. Вихревая камера имеет корПус 1, 30 входные патрубки 2, кольцевой закручиватель 3 потока, торцовые крышки

4, между которыми образована рабочая полость 5, и патрубки 6 для вывода рабочей среды.

Вихревая камера работает следующим образом, Рабочая среда (жидкость или газ) подается под давлением в кольцевую полость .7, образованную стенками . корпуса 1 и закручивателя 3, далее через наклонные каналы 8 эакручивателя 3 она поступает s рабочую полость 5 вихревой камеры. Необходимая для создания устойчивого центробежного кипящего слоя твердых частиц степень закрутки рабочей среды создается наклоном каналов закручивателя.

Твердые частицы вводятся в камеру путем транспортирования их средой через торцовую крышку или закручи- 50

Вихревая камера с гиперболическими торцами ватель. Среда удаляется из камеры через патрубки 6. ПарабОлический профиль крышек 4 камеры, ограничивающих с торцов центробежный кипящий слой частиц в полости 5, обеспечива-. ет удержание частиц благодаря тому, что внутри слоя на частицы действуют центробежные силы сопротивления.

При попадании частиц на параболическую стенку и потери ими центробежных сил происходит отрыв частиц от стенки радиальной составляющей потока рабочей среды благодаря тому, что межторцовое расстояние камеры увеличивается с уменьшением радиуса, т.е. от периферии к центру.

Проведены испытания предлагаемой и известной вихревых камер.

Закручиватели потока и торцовые крышки испытываемых камер изготовлены из оргстекла.

Вихревые камеры имеют одинаковые конструктивные характеристики: радиус эакручивателя (наружный радиус центробежного кипящего слоя) 150 мм, высоту направляющего аппарата (наружная высота кипящего слоя) 45 мм, радиус выходных осевых отверстий

50 мм, межторцовое расстояние на радиусе выходных отверстий 135 мм.

Предлагаемая вихревая камера имеет гиперболический внутренний профиль торцовых крышек, текущее межторцовое расстояние камеры определяется из выражения где r — - текущий радиус камеры, отсчитываемый от ее центральной оси.

Предлагаемая вихревая камера имеет параболический внутренний профиль торцовых крышек, выполненный из условия h = 2 ° 16650 — 41r мм. Обе камеры имеют одинаковый угол раскрытия. Эксперименты проводились при заполнении камер оловянной дробью диаметром. 1,8 мм.

Результаты испытаний камер представлены в таблице.

Вихревая камера с параболическими торцами

Расход во Перепад ды через давления камеру, на камере м з/ч кгс/см э

94б681

Продолжение таблицы

Расход во ды через камеру, м /ч Расход воды через камеру м /ч

Перепад давления на камере кгс/см

Толцина кипящего слоя см

Объем кипящего слоя см

Перепад давления на камере кгс/см

Объем кипящего слоя смз

Толщина кипящего слоя см

2,4

2850

3 1280

4 1700

5 2130 б 2560

7,5 3200

2,0

2,3

3700

1,9

2,2

2,1

4450

1,8

5320

1 7

1,8

6500

1,6

Вихревая камера с гиперболическими торцами

Результаты испытаний показывают, что объем центробежного кипящего слоя в вихревой камере с параболическими торцовыми крышками вдвое превышает объем слоя в камере с гиперболическими крышками. Так как наружная поверхность кипящего слоя

f у камер одинакова, эффективность камеры с параболическими крышками вдвое выше, ибо полезный тепломассообменный процесс (например горение) идет в объеме кипящего слоя, а потери (например тепла) идут через его поверхность.

После пятичасовой работы камер в 35 одинаковых режимах оказывается, что в камере с гиперболическими крышками в результате истирания вес дроби уменьшается на 2,3Ъ, à в камере с параболическими крышками лишь на 40

1,4Ъ. Осмотр торцовых крышек камер после испытаний выявил наличие на гиперболических крышках в районах, прилежацих к направляющему аппарату, следы эрозийного воздействия частиц 45 глубиной 0,2-0,3 мм. На параболических торцовых крышках видимого эрозийного износа не наблюдается.

Отношение вычисленных объемов вихревых камер с параболическими и гиперболическими крышками составляет 2,3, т.е. вихревая камера с параболическими крышками вдвое эффективнее, чем с гиперболическими.

Момент количества движения частицы, который воспринимает торцовая стенка при соприкосновении с части« цей, пропорционален проекции радиальной составляющей скорости потока рабочей среды на касательную к торцовой крышке. 60

Угол между радиусом камеры и касательной сечения торцовой кр юки в точке, где она пересекается с кольцевым закручивателем (при г„

150 мм) для гиперболического тор- 65

Вихревая камера с параболическими торцами! ца составляет r 14% для параболического -, 48%.

На максимальном радиусе камеры частицы, попадая на стенку крышки, имеют максимальный момент количества движения вЧч, где m - -масса частицы, Ч вЂ” скорость, при этом составляющая момента. количества движения частицы, воздействующей на стенку, равна mVcos + r> где Q — угол между касательной к стенке и радиусом.

Таким образом, на параболическую стенку будет действовать усилие в

0,7 раз меньше, чем на

cos 48

cos гиперболическую. !

Формула изобретения

Вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена в поле центробежных сил, содержацая корпус, патрубки для ввода и вывода рабочей среды, установленный концентрично в корпусе кольцевой закручиватель потока и торцовые крышки, имеюцие криволинейную форму и образуюцие рабочую полость увеличивающегося от периферии к центру поперечного сечения, о т л и ч а ю ц а я с я тем, что, с целью снижения интенсивности истирания частиц и улучшение геометрических характеристик слоя частиц, торцовые крышки выполнены параболическими вогнутыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 3618322, кл. 60»203, 1972..

2. Корнилов A.Ô., Николаев Н.A.

Принципы конструирования аппаратов вихревого типа, М., НИИТЭХим, 1974, 9 10.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 216618, кл. В 01 J 8/14, 1968.

946681

Составитель Н.Кекишева

Техред K. Мыцьо Корректор О.Билак

Редактор A.Âëàñåíêo

Заказ 5402/14 Тирая: 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Вихревая камера Вихревая камера Вихревая камера Вихревая камера 

www.findpatent.ru

вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена - патент РФ 2337294

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для осуществления процессов тепломассообмена с использованием катализаторов. Изобретение заключается в том, что вихревая камера состоит из улиткообразного закручивающего коллектора с направляющим аппаратом и с торцевыми стенками гиперболической формы, снабженными осевыми выхлопными патрубками, причем на внутренней поверхности торцевых стенок гиперболической формы выполнены микроканалы с нанесенным слоем катализатора. Гиперболическая форма торцевых стенок позволяет удерживать дисперсный материал во вращающемся слое без самопроизвольного выноса частиц, а микроканалы с нанесенным на них слоем катализатора позволяют значительно увеличить поверхность теплообмена и интенсифицировать процессы тепломассообмена и химические реакции. 2 ил. вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена, патент № 2337294

Рисунки к патенту РФ 2337294

Изобретение относится к оборудованию для осуществления тепломассообменных процессов с использованием катализаторов.

Известна вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена, состоящая из улиткообразного закручивающего коллектора с направляющим аппаратом и с торцевыми стенками гиперболической формы, снабженными осевыми выхлопными патрубками (1).

Известны также разработки микроканалов с нанесенным слоем катализатора, позволяющие осуществлять различные химические реакции (2).

Однако необходима разработка промышленных устройств для реализации высокоинтенсивных тепломассообменных процессов с использованием катализаторов.

Задача изобретения - разработать вихревую камеру для проведения процессов тепломассообмена с использованием микроканалов и катализаторов.

Поставленная задача решается созданием вихревой камеры для проведения процессов тепломассообмена, состоящей из улиткообразного закручивающего коллектора с направляющим аппаратом и с торцевыми стенками гиперболической формы, снабженной осевыми выхлопными птрубками, и отличающейся тем, что на внутренней поверхности торцевых стенок гиперболической формы выполнены микроканалы с нанесенным слоем катализатора.

Вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена представлена на Фиг.1 и Фиг.2, где 1 - улиткообразный закручивающий коллектор с направляющим аппаратом 2; 3 и 4 - торцевые стенки гиперболической формы; 5 и 6 - осевые выхлопные патрубки; 7 - микроканалы на внутренней поверхности торцевых стенок гиперболической формы с нанесенным слоем катализатора.

Вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена работает следующим образом. Через улиткообразный закручивающий коллектор 1 и направляющий аппарат 2 подается газ в рабочий объем вихревой камеры, а также в зависимости от назначения процесса тепломассообмена может подаваться и дисперсный материал через верхний выхлопной патрубок. Газ закручивается в рабочем объеме вихревой камеры и взаимодействует с катализатором, нанесенным на микроканалы, в результате чего может, например, осуществляться конверсия биоэтанола в водород (3), а также и другие процессы. Вместо газа в вихревую камеру может подаваться и жидкость.

Литература

1. A.c. СССР №216618. Вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена / В.И.Кислых. Опубл. 26.04.68, Бюл. №15.

2. В.Кузнецов, В.Накоряков. Микро- и нанотехнологии при производстве водорода для перспективных энергетических устройств / Наука в Сибири №1, январь 2006 г. http://www-sbras.nsk./HBC/.

3. В.Собянин. Ближайшие перспективы водородной энергетики / Наука в Сибири №1, январь 2006 г. http://www-sbras.ru./HBC/.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена, состоящая из улиткообразного закручивающего коллектора с направляющим аппаратом и с торцевыми стенками гиперболической формы, снабженными осевыми выхлопными патрубками, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности торцевых стенок гиперболической формы выполнены микроканалы с нанесенным слоем катализатора.

www.freepatent.ru

Использование гиперфокального расстояния

Было ли у вас когда-нибудь такое, что вы приходили домой после замечательного фотодня, загружали изображения на компьютер и понимали, что они резкие только на переднем плане или на фоне, а оставшаяся часть картинки не совсем в фокусе?

Применяя простые правила гиперфокального расстояния, вы можете быть уверены, что снимете кадры, которые будут резкими от переднего плана до фона практически в любом случае. Я буду использовать кадр, снятый недавно на Каслриг, чтобы показать, как вы можете применять эти простые правила на практике в целях получения максимальной глубины резкости в ваших пейзажных фотографиях.

Введение

Гиперфокальное расстояние – это точка, на которой вам следует сфокусировать объектив, чтобы получить максимальную глубину резкости. Когда вы сфокусируетесь на ней, все от половины гиперфокального расстояния до бесконечности будет в резкости. Это значит, что если вы фокусируетесь на гиперфокальном расстоянии 10 м, промежуток от 5 м от камеры до бесконечности будет в резкости. Если вы просто фокусируетесь на самом объекте, только одна треть пространства перед объектом и две трети области за ним будут резкими.

Простой прием, работающий в большинстве случаев, состоит в фокусировки на одной трети сцены. Этот способ работает до определенного момента, так что для достижения максимальной глубины резкости вам нужно корректно рассчитать гиперфокальное расстояние!

Шаг 1

Я снял кадр, представленный выше, на Каслриг рядом с Кесвиком, в северной части Лейк-Ди́стрикт в Англии. Круг из камней, находящийся в собственности Национального фонда, но открытый для посещения, расположен на вершине невысокого холма, с которого открывается потрясающий вид во все направления. Каслриг примерно 30 метров в диаметре, самый высокий камень – 2.3 метра.

На переднем, среднем и заднем плане множество всего интересного, что делает это место идеальным для иллюстрирования правил гиперфокального расстояния. Если расчеты произведены верно, то камни на передней части круга, камни на среднем расстоянии в задней части круга и холмы в отдалении должны быть резкими и в фокусе.

Шаг 2

Я снял эту фотографию на полнокадровую цифровую зеркальную камеру Canon EOS 5D с объективом Canon L-серии 24-105 мм. Я использовал нейтрально-серый градиентный фильтр Lee 0.3, чтобы корректно экспонировать одновременно темный передний план с камнями и фон, который светлее на 1 шаг. Использование градиентных ND фильтров для корректного экспонирования объекта – тема, заслуживающая отдельного урока, и слишком сложная для обсуждения ее в этой статье.

Моя камера была помещена на штатив Manfrotto 055 PROB с поворотной головкой 804RCT 3, благодаря чему аппарат был очень устойчив на неровной поверхности и под штормовыми ветрами, которые часто можно было наблюдать на Лейк-Дистрикт тем летом! Я использовал все это в сочетании с пультом дистанционного управления Canon RS80 в целях получения резких изображений, пригодных для печати и публикации. Нет смысла в аккуратной компоновке кадра и трудоемком расчете гиперфокального расстояния, если камера подвижна в момент нажатия на кнопку спуска затвора!

ВНИМАНИЕ: Прежде чем начинать снимать, вам нужно залезть в меню камеры и убедиться, что вы можете менять отдельные точки фокусировки (ознакомьтесь с инструкцией, если не знаете, как это сделать).

Шаг 3

Во-первых, мне нужно было скомпоновать кадр. Я всегда пытаюсь сделать это, используя правило третей, таким образом, в итоге я получаю хорошо сбалансированное изображение. Идея состоит в том, чтобы разделить видоискатель вашей камеры на пазл, состоящий из 9 частей – три части вдоль и три поперек. Точки фокусировки вашей сцены должны находиться рядом с любой из четырех точек пересечения. Также хорошо расположить горизонт или любую другую сильную черту вдоль одной из горизонтальных линий: либо на 1/3 от верха кадра, либо на 1/3 от низа.

Изображение водопада Scale Force, представленное ниже, отлично иллюстрирует это правило композиции, я наложил на него сверху сетку, чтобы это было более очевидно. Водопад ниспадает вдоль левой вертикальной линии сетки, и на трех из четырех пересечений расположены сильные точки фокуса. Здесь нет горизонта как такового, так что водопад расположен в верхних двух третях изображения.

Но помните, что правила иногда нужно нарушать, как вы можете судить по одному из лучших моих проданных изображений – «Утренний туман над Баттермиром». В этом кадре силуэт дерева помещен точно по центру, что здесь смотрится выигрышно.

Если вы примените все это к первому изображению в данной статье, вы увидите, что я сделал так, чтобы значительные камни были расположены на двух нижних точках пересечения или рядом с ними, для поддержания баланса в изображении. Поскольку очевидный горизонт отсутствует, я поместил край поля близко к нижней горизонтальной линии, а линия края папоротников на холмах отлично ложится на верхнюю горизонтальную линию. Также камни отлично поместились в три нижних кусочка пазла, холмы в средние три кусочка, а облака – в верхние 3.

Таким образом, сильные элементы присутствуют во всех девяти кусочках, а камни формируют ведущие линии. Так же, как вы читаете книгу слева-направо, так и человеческий глаз движется по изображению от нижнего левого угла к верхнему правому, так что важно, чтобы изображение притягивало взгляд в той точке, куда зритель инстинктивно посмотрит в первую очередь. По этой причине я поместил один из больших камней в нижнем левом кусочке. Я лишь вскользь затрагиваю тему композиции здесь, поскольку это большая и сложная тема, достойная отдельной статьи.

Шаг 4

Давайте на минуту представим, что я ничего не знаю о правилах гиперфокального расстояния. В этом случае я перевел бы мою камеру в режим приоритета диафрагмы (AV на большинстве DSLR-камер) и решил бы, что значение f22 обеспечит мне максимальную глубину резкости. Поскольку я бы использовал штатив и тросик, шансы дрожания камеры даже на длинной выдержке были бы невелики. Но я бы выбрал низкое ISO (160), чтобы гарантировать получение хорошего четкого изображения. С моим объективом я бы установил фокусное расстояние на 24мм, чтобы получить максимально широкий угол и вместить в кадр большую часть камней круга.

Поскольку камни – главный объект сцены, я бы сфокусировался на камнях на переднем плане. Итоговое изображение может показаться резким, но будет заметно влияние дифракции. Это явление проявляется, когда свет проходит через острые края или узкие щели, и лучи света преломляются, создавая ореолы света и темные полосы, искажающие изображение и снижающие резкость и детализацию в кадре. Поскольку это не будет заметно на LCD дисплее, вы можете решить, что кадр выглядит неплохо, но при увеличении или на отпечатке вы увидите влияние данного эффекта.

На изображениях ниже видны результаты, которые я получил, снимая на одинаковом значении ISO и фокусном расстоянии, но фокусируясь на разных частях сцены  и поменяв диафрагменное число на f11, что является оптимальным значением для максимизации глубины резкости в пейзажной фотографии.

Шаг 5

В этом изображении я фокусировался на холмах на фоне. Как вы можете видеть, камни на переднем плане не в фокусе, в то время как холмы и треть расстояния от них в сторону камеры – резкие и в зоне фокуса.

Шаг 6

В этом изображении я фокусировался на камнях в середине. Здесь камни, которые расположены ближе к камере, немного вне фокуса, камни в середине и холмы на фоне резкие и в фокусе.

Шаг 7

Сейчас я раскрою вам маленький секрет, который поможет вам решить вопросы с фокусировкой и позволит достичь максимальной глубины резкости в пейзажных снимках. Давайте начнем с формулы расчета гиперфокального расстояния. Не волнуйтесь, она гораздо менее сложная, чем может показаться!

Подписи к формуле:

Hyperfocal distance (in mm) - гиперфокальное расстояние (в мм)

Focal length – фокусное расстояние

Circle of confusion (mm) – кружок нерезкости (в мм)

F-stop – диафрагменное число

Фокусное расстояние – оно, конечно, будет разным для каждого изображения, которое вы снимаете. Для кадра Каслриг я использовал свой объектив 24-105мм на значении 24мм. Это число вы можете прочитать на верхней части корпуса объектива, когда будете довольны своей композицией. В случае с фиксами, оно будет постоянным – это фиксированное фокусное расстояние вашего объектива.

Кружок рассеяния (кружок нерезкости) – все, что вам нужно о нем знать, это то, что данная константа меняется в зависимости от типа вашей камеры и основывается на том, что принято считать достаточной резкостью на отпечатке 8”x10” с нормального расстояния обзора. Наиболее популярные значения таковы:

DSLR -камера = 0.02 Пленочная 35мм камера и цифровая полнокадровая зеркальная камера = 0.03 Формат 6x6 = 0.06 Формат 4x5 = 0.15

F-stop  - диафрагменное число, оптимальным значением для пейзажной фотографии принято считать f11 или f13. Я предпочитаю f11, поскольку считаю, что оно дает максимальную глубину резкости без появления дифракции.

Шаг 8

С использованием формулы выше, гиперфокальное расстояние для моего кадра было рассчитано следующим образом:

Следовательно, гиперфокальное расстояние составляет приблизительно 1.8 метра.

Шаг 9

После того, как вы произвели расчеты, вы уже знаете, на каком расстоянии от штатива вам надо фокусироваться, чтобы получить максимальную глубину резкости. Не меняя композицию кадра, вам нужно идентифицировать объект, находящийся на данном расстоянии от вашего штатива, и установить на него точку фокусировки. На LCD дисплее вашей камеры отобразится несколько фокусировочных точек, и вам нужно сделать активной ту, что приходится на этот объект.

Опять же, если вы не знаете, как сделать фокусировочную точку активной, обратитесь к инструкции к вашей камере. Все от этой фокусировочной точки (т.е. гиперфокального расстояния) до бесконечности и половина расстояния от данной точки до штатива теперь будут резкими и в фокусе. Если вы не можете сделать точку фокусировки активной на заданном объекте, переведите объектив в режим ручной фокусировки, и сфокусируйтесь на объекте вручную.

Шаг 10

В данном изображении я фокусировался на гиперфокальном расстоянии 1.8 метра, эта точка, как я установил, находилась на двух камнях слева на переднем плане. Как вы можете видеть, в результате получилось изображение, резкое и четкое от переднего плана до заднего. Также половина расстояния между заданной точкой и штативом (примерно 0.9 метра)  выглядит достаточно резкой.

Заключение

Да, расчет гиперфокального расстояния потребует от вас дополнительных усилий, и вам, возможно, придется первое время носить с собой калькулятор. Но учитывая, что вы будете работать на диафрагме f11 или f13 при съемке пейзажей, вы вскоре запомните гиперфокальные расстояния для разных объективов и фокусных расстояний, на которых вы обычно снимаете.

Чтобы помочь вам, я составил две таблички (ниже), в которых показаны гиперфокальные расстояния на разных фокусных расстояниях для наиболее часто встречающихся камер. Все, что вам нужно знать, это имеет ли ваша камера кроп-фактор и какой, и выбрать соответствующую таблицу. В этом вам поможет мануал к камере. Вырежьте нужную таблицу, заламинируйте ее и положите в фотосумку. Поверьте мне, вы будете действительно поражены, когда увидите, какие плоды приносят столь незначительные усилия.

Таблица 1 – Расчет гиперфокального расстояния для цифровых SLR камер с кроп-фактором 1.6

Таблица 2 – Расчет гиперфокального расстояния для 35мм пленочных и полнокадровых цифровых SLR камер

*Focal length – фокусное расстояние

Автор статьи: Martin Lawrence

photo-monster.ru

Третье зеркало.: crusoe

Третье зеркало гиперболоида или ловушка для Роллинга.

Содержание.

1. Безусловный читательский рефлекс.2. Королевство кривых зеркал.3. Три гиперболоида или отчего не падают пирамидки?4. Напрасная гибель двух помощников Гарина.5. Третье зеркало гиперболоида.6. Томми-ган.7. Приходится отказаться от аллюзий на «Аэлиту».8. Маленькое шамонитовое зеркальце.9. Кто видел гиперболоид?10. Ловушка для Роллинга.11. Приманка для Зои.12. Как Роллинг удрал с Толстым штуку.13. Некоторые уточнения.14. Эпилог.

1. Безусловный читательский рефлекс.

Одной майской ночью 192.. года, в Билль Давре, что близ парка Сен-Клу, а именно в гостинице для случайных посетителей, что в двух шагах от музея Гамбетты Пётр Петрович Гарин продемонстрировал Зое Монроз кое-какие изображения, вещи и действия, именно:

- чертёж с пояснениями;- 2 схемы с пояснениями;- аппарат под названием «гиперболоид» с пояснениями;- а также работу этого аппарата на парижском гангстере Гастоне Утиный Нос и его шайке из семи головорезов. Работа оказалась настолько красноречива, что дальнейших пояснений не потребовалось.

 

Чертёж и схемы с пояснениями Гарина:

- Это просто, как дважды два. Чистая случайность, что этого до сих пор не было построено. Весь секрет в гиперболическом зеркале (А), напоминающем формой зеркало обыкновенного прожектора, и в кусочке шамонита (В), обделанном также в виде гиперболической сферы. Закон гиперболических зеркал таков:

То есть лучи света, падая на поверхность гиперболического зеркала, сходятся все в одной точке, в фокусе гиперболы. Это известно. Теперь вот что неизвестно: я помещаю в фокусе гиперболического зеркала гиперболу (очерченную, так сказать, на выворот) — гиперболоид вращения, выточенный из тугоплавкого, идеально полирующегося минерала шамонита (В), - залежи его в Олонецкой губернии неисчерпаемы. Что же получается с лучами:

Лучи, собираясь в фокус зеркала (А), падают на поверхность гиперболоида (В) и отражаются от него математически параллельно, — иными словами, гиперболоид (В) концентрирует все лучи в один луч, или в «лучевой шнур», любой толщины. Переставляя микрометрическим винтом гиперболоид (В), я по желанию увеличиваю или уменьшаю толщину «лучевого шнура». Потеря его энергии при прохождении через воздух ничтожна. При этом я могу довести его (практически) до толщины иглы...

При этих словах Зоя поднялась, хрустнула пальцами и снова села, обхватив колено. - Во время первых опытов я брал источником света несколько обычных стеариновых свечей. Путем установки гиперболоида (В) я доводил «лучевой шнур» до толщины вязальной спицы и легко разрезывал им дюймовую доску. Тогда же я понял, что вся задача в нахождении компактных и чрезвычайно могучих источников лучевой энергии. За три года работы (стоившей жизни двоим моим помощникам) была создана вот эта угольная пирамидка. Энергия пирамидок настолько уже велика, что, помещенные в аппарат (как вы видите) и зажженные (горят около пяти минут), они дают «лучевой шнур», способный в несколько секунд разрезать габарит железнодорожного моста... Вы представляете, — какие открываются возможности. В природе не существует ничего, чтобы могло сопротивляться силе «лучевого шнура»... Здания, крепости, дредноуты, воздушные корабли (я достану их на любой высоте), скалы, горы, кора земли, — все пронижет, разрушит, разрежет мой луч...

Уже девяносто – без малого – лет, редкий автор учебника по физике (раздел «Геометрическая оптика») и редкий автор научно-популярной статьи или брошюры той же тематики, способен, удержавшись перед искушением, не подпустить шпильки и Гарину, и жизнеописателю его за неверную схему номер один. Упрёки Гарину и Алексею Толстому за незнание школьного курса физики стали некоторым общим местом, банальностью, безусловным читательским рефлексом.

«Лучи отражаются от гиперболического зеркала по-иному. Малое зеркальце из шамонита стоит не так…» - верно ли это? Совершенно верно, как бывает верна фраза, вырванная из контекста.

Но прежде схем идёт чертёж. И все эти рисунки погружены в сюжет. И есть словесные описания аппарата. И если не довольствоваться одной лишь схемой номер один, можно сделать некоторые выводы о конструкции гиперболоида, и – что гораздо интереснее – узнать о месте тёмной истории с кривыми зеркалами в конструкции литературного сюжета повести Алексея Толстого «Гиперболоид инженера Гарина». Зеркала, разумеется, кривы – но в зазеркалье кроется туго сжатая, настороженная для выстрела сюжетная пружина – и она остаётся невидимой читателю, ибо… Но по порядку. 2. Королевство кривых зеркал.

Правила отражения лучей для трёх конических сечений – эллипса, параболы и гиперболы (вернее, от эллипсоида, параболоида и гиперболоида) – чрезвычайно просты.

Лучи от источника, помещённого в один из фокусов, сходятся во втором фокусе.

Если фокусы расположены по разные стороны поверхности, лучи пущенные из одного фокуса отражаются от неё так, как если бы исходили из второго.

Если какой-то из фокусов удалён от другого на очень большое расстояние (для параболы это верно всегда, один из её фокусов находится в бесконечности), исходящие из него лучи параллельны оптической оси.

Эллиптическая поверхность обращает расходящийся волновой фронт в сходящийся и наоборот; гиперболическая – бросает сходящийся фронт в другой фокус; параболическая переводит сходящийся в фокус фронт в параллельный пучок лучей (плоский фронт).

Так, на схеме 1 Гарина изображён эллипсоид с источником в одном из фокусов. Но помимо этой схемы, у нас есть ещё и чертёж. И если сопоставить его со схемой – выйдет несколько странный результат. Это два разных аппарата.

3. Три гиперболоида или отчего не падают пирамидки?

Знаменитой майской ночью, Пётр Петрович показал прекрасной Зое три аппарата.

Первый изображён на двух принципиальных схемах.

Второй – на чертеже.

Третий – в металле.

И все они были разные.

Посмотрим на чертёж аппарата Гарина, очищенный от пояснений.

Он несколько странен, этот чертёж. В нём четыре удивительных особенности.

Во-первых, Зоя увидела «два металлических ящика: один — узкий, в виде отрезка трубы, другой — плоский, двенадцатигранный — втрое большего диаметра». Но диаметр трубы (d) на чертеже не в три, а в 2 раза меньше диаметра (D) второй части аппарата.

Во-вторых, мы знаем – видели глазами Зои Монроз и Ленуара – что «внутри кожуха стояло на ребре бронзовое кольцо с двенадцатью фарфоровыми чашечками». Можно предположить, что чашечки находятся где-то у внутренней поверхности, у обечайки кожуха. Но на чертеже они подняты чуть ли не до половины радиуса, и при этом якобы попали в плоскость продольного разреза (штриховка). Короче, чашечки волшебным образом парят над бронзовым кольцом.

В третьих – а почему пирамидки не падают из верхних чашечек? Они крепятся? Но Гарин попросту «вложил в чашечки кольца двенадцать пирамидок».

Наконец, в-четвёртых – а почему у этого аппарата другая схема падения лучей на большое зеркало - иная, нежели на схемах?

Это никак не точечный источник на оптической оси, но наклонные к оси пучки лучей из 12-ти центров. Схемы 1 и 2 Гарина со всеми пояснениями не совсем подходят к такой конструкции. Оптическая система не существует безотносительно к форме волнового фронта, падающего в её входной зрачок.

Приведём чертёж аппарата в соответствие тому, что видели Ленуар и Зоя, то есть увеличим большой диаметр и расположим чашечки у внутренней поверхности кожуха.

Кажется, аппарат «в железе» выглядит примерно так; построим теперь и схему падения лучей на большое зеркало.

4. Напрасная гибель двух помощников Гарина.

Необходимые расчёты (см. рис.) дают обескураживающий результат:

- в заданной геометрии, 12 пирамидок в бронзовом кольце поставляют в боевую часть аппарата столько же энергии (поток Ф1), как дали бы 2 – 4 пирамидки у оси аппарата, причём последнее стало бы куда как проще исполнить – кстати, с уменьшением веса и габаритов гиперболоида.

- в широкой вариации размеров гиперболоида, 12 пирамидок в бронзовом кольце поставляют в боевую часть аппарата от 6 до 11% энергии, испускаемой всеми пирамидками внутрь двенадцатигранного кожуха (поток Ф3).

То есть, попросту, 90-94% всей лучистой энергии пирамидок раскаляют аппарат в руках оператора и никак не способствуют резке «зданий, крепостей, дредноутов, воздушных кораблей, скал, гор, коры земли». Хлопоты с угольными пирамидками двоих несчастных, замученных помощников Гарина, остались без справедливого применения.

5. Третье зеркало гиперболоида.

Но в чём причина? Она проста: у аппарата две камеры – широкая, с источниками излучения и узкая, боевая часть. И если не принять каких-то мер для подачи энергии в узкую часть из широкой, результат окажется плох. Однако такая задача – собрать излучение во входном зрачке оптической системы – давно решена многими, шаблонными способами – вспомогательные диафрагмы, линзы, зеркала.

И раз уж мы находимся в королевстве зеркал, сделаем простейшее – впишем в геометрию аппарата третье зеркало – задний рефлектор – дающий направленный, сходящийся фронт излучения в зрачок боевой части.

И сделать это удаётся без труда.

6. Томми-ган.

Тыльный (задний) рефлектор принимает лучи от пирамидок (точка P) и отражает сходящийся в точке F1 поток. Вообще говоря, этот рефлектор - некоторая поверхность, образованная вращением эллипса с фокусами Р и F1 вокруг оси аппарата, но построение на рисунке выполнено по точкам с использованием известного равенства углов падения и отражения.

Третье зеркало немедленно разрешает множество предыдущих недоумений.

Во-первых, оно прекрасно вписывается в верные габариты аппарата.

Во-вторых, доля энергии, поступающей в боевую часть теперь не 6-11%, но величина, близкая к 50% (на рисунке 42%).

В-третьих, теперь мы имеем в узкой трубе правильный, сходящийся в точку F1 фронт. Остаётся лишь вспомнить, что гиперболическое зеркало бросает такой фронт - сходящийся в один из фокусов - в другой фокус; надо лишь разместить в трубе зеркало-гиперболоид с передним фокусом F1 и отражённый фронт, как на схемах Гарина, сойдётся в точке второго фокуса, F2, где мы и поставим отражатель из шамонита.

В-четвёртых, теперь можно придумать, как устроить дело с пирамидками – чтобы не падали. Поскольку пирамидкам надо теперь смотреть, так сказать, «назад» - пусть «фарфоровые чашечки» будут запрессованными в бронзовом кольце коническими фарфоровыми втулками. Тогда пирамидки просто вставляются в них как патроны в барабан модного в 20-е «Томми-гана» - пистолет-пулемёта Томпсона. Только обращены эти пули к прикладу. Конус + конус – очень прочное соединение, а тепловое расширение заклинит пирамидки намертво.

7. Приходится отказаться от аллюзий на «Аэлиту».

Мы могли бы бросить в боевую часть аппарата и параллельный пучок лучей – для этого задний рефлектор должен получить иную поверхность (параболоид вращения), но тогда КПД аппарата упал бы. Гиперболоид имеет общую конфигурацию трапеции и для него естественен сходящийся фронт излучения.

Это очень жаль, так как при параллельном ходе лучей в боевой части, гиперболоид получает схему двухзеркального, рефлекторного телескопа Кассегрена-Грегори (конструкция, известная с 17 века). В 20-е годы 20-го века, математик Кретьен, поработав с уравнениями Шварцшильда, как раз предложил для схемы Кассегрена два гиперболических зеркала, а знаменитый астроном Ричи всячески популяризировал такую схему. Тем самым, напрашивается связь с Великим противостоянием Марса в 1924 году, со вспыхнувшим тогда интересом к космосу и телескопам, с «Аэлитой»… Но, к сожалению, подобная схема для гиперболоида не эффективна, хотя некоторый смысл в такой аллюзии есть – о чём я скажу в своём месте.

8. Маленькое шамонитовое зеркальце.

Последнее, что остаётся сделать – установить маленькое шамонитовое зеркальце. Есть два варианта его положения, по два подварианта формы зеркальца в каждом.

9. Кто видел гиперболоид?

Теперь перейдём к литературе. Мы ввели в конструкцию некоторый элемент – третье зеркало – никак не упомянутый в повести. Почему он не упомянут и насколько прилично такое «дописывание» классического произведения мировой литературы?

Посмотрим, откуда читателю известна конструкция аппарата. Во-первых, от Гарина – именно он показал Зое чертёж и схемы. Во-вторых, от самой Зои – она видела аппарат «в железе»; в третьих – от Ленуара (кольцо с чашечками).

Чертёж и схемы Гарина оказались неточны, ошибочны и мы восстановили нечто правдоподобное со слов сторонних свидетелей – Ленуара и Зои; именно их глаза дали нам возможность как-то исправить чертежи самого автора – Гарина.

Почему же автор так плохо знал устройство собственного аппарата?

Он знал, но нарочно врал.

Это самый простой ответ, и не только. Такое предположение превосходно ложится в сюжет «Гиперболоида».

10. Ловушка для Роллинга.

Петру Петровичу Гарину очень нужен Роллинг – для помощи в дальнейшем, так сказать, усовершенствовании, и для должного применения аппарата. Прямые заходы на миллиардера ни к чему хорошему не привели – наоборот, Роллинг стал охотиться на Гарина и гиперболоид.

Гарин отчётливо понимает – он должен показать американцу две вещи: во-первых, что аппарат в самом деле существует и способен работать; во-вторых, что Роллинг не может построить его сам, даже располагая чертежами. Анилиновый король станет полезен для Петра Петровича лишь единственным образом – когда предоставит покровительство самому Гарину.

Нелёгкая задача, хотя первая её часть проста – модель в руках, Ленуар изготовил пирамидки. Но вторая часть кажется почти неисполнимой – слишком велики возможности Роллинга. Прежде всего, если магнат продолжит охоту, Гарин в конце концов попадётся. Затем, у американца нет недостатка в квалифицированных специалистах, кто без труда разберутся в принципах работы аппарата, и изготовит такой же – имея чертежи.

И тут Гарин неожиданно сходится с эксцентричной содержанкой Роллинга – Зоей Монроз.

Отсюда мы можем видеть сюжет двояко.

Первая версия, так сказать, романтическая – Гарин, очертя голову, рискуя всем открывает Зое (отметим, что свёл он с ней личное знакомство лишь накануне) принцип работы аппарата, показывает чертежи:

«Все мое сознание, кровь, чувства жаждут вас. Это свирепо и ужасно… Вы хотели, Зоя, чтобы я также рискнул всем в нашей игре... Смотрите сюда... Это основная схема».

Принять это тем более естественно, что прямо так написано; что это вполне в духе авантюрного романа; что к этому месту повествование несётся с огромной скоростью, и не оставляет времени задуматься; что хочется поскорее узнать, как оно будет дальше.

Однако – вяжется ли этот испепеляющий порыв с личностью Гарина, циничной, расчётливой, эгоистичной? Кажется, что не очень. Попробуем вообразить сюжет несколько по-иному.

Пусть Гарин и испытывает к Зое нечто гипертрофированно-пылкое, но, одновременно, не отказывается использовать подругу Роллинга как посредницу для подхода к миллионеру – причём использует её «втёмную», прикрываясь камуфлирующим дело дымом любовных признаний. Задача Зои – передать Роллингу чертежи и удостоверить американца, что аппарат работает. Полагаю, не окажись под рукой Гастона Утиный Нос, Пётр Петрович разрезал бы лучом пару деревьев напротив гостиничного окна и добился бы нужного эффекта.

Итак, Гарин показывает Зое чертежи, даёт пояснения, показывает сам аппарат и его работу. Теперь Зоя готова для  медиумического посредничества, вот только чертежи не совсем верны. Положим, коварная прелестница передаёт Роллингу всё, что видела и поняла; американец кличет научно-инженерный персонал; демонстрирует им открытое Зоей и…

Он немедленно слышит, что такой аппарат работать не будет. И иначе бы не случилось - поскольку уже девяносто – без малого – лет, редкий автор учебника по физике (раздел «Геометрическая оптика») и редкий автор научно-популярной статьи или брошюры той же тематики, способен, удержавшись перед искушением, не подпустить шпильки и Гарину, и жизнеописателю его за неверную схему номер один. Поскольку упрёки Гарину и Алексею Толстому за незнание школьного курса физики стали некоторым общим местом, банальностью, безусловным читательским рефлексом.

- Лучи отражаются от гиперболического зеркала по-иному. Малое зеркальце из шамонита стоит не так… - это слышим мы; это услышал бы и Роллинг.- Но ведь он работает! – так, скорее всего, откликнулась бы Зоя.- Ну, не знаем… - сконфуженно бормотал бы научно-инженерный персонал, втайне подозревая прелестную содержанку с её большими глазами и небольшим мозгом в чрезмерном увлечении кокаином, авантюрами и всякими фантазиями.

Что-ж, и тут Роллинг призвал бы Гарина.

11. Приманка для Зои.

Однако Пётр Петрович стрелял дублетом. Он ставил ловушку для Роллинга, одновременно очаровывая Зою чертежами, схемами, лязгом крышки об анкерные болты, и выигрывая при любом Зоином поведении: если неверная вернётся к миллиардеру – что-ж, миллиардер призовёт Гарина; если Зоя останется с ним – Гарин попросту подошлёт красотку к Роллингу и заполучит сразу обоих.

Сюжет, характеры героев, просто заряжены для такого поворота дел, но интриге не дано случиться.

Всё портит Роллинг.

12. Как Роллинг удрал с Толстым штуку.

Кто бы мог подумать, что этот волевой, стреляный воробей, этот несгибаемый химический король сам явится в Билль Давр вместе с Гастоном и его малютками? (Да ещё и с большевиком Шельгой на задке собственного автомобиля, что вовсе анекдотично) Кто бы мог заподозрить в магнате такую опереточную пылкость?

Предполагаю, что не Гарин. И даже не автор.

Кажется, Роллинг повторил судьбу Татьяны Лариной, Сэма Уэллера, Остапа Бендера – только с обратным знаком. Те трое выказали характер, прорвали заготовленную фабулу выказанными вдруг индивидуальностями – а Роллинг превратился в ничто, в сосульку и тряпку из важного человека. Он рухнул, рассыпался. Помнится, этот странный извив сюжета озадачил меня при первом же чтении «Гиперболоида». Кто мог бы подумать?

После памятной ночи в окрестностях музея Гамбетты от анилинового короля осталась лишь тень, что бы ни говорили нам о дальнейшем его председательствовании в Совете Трёхсот. Он был Stonewall Rolling, а стал натуральный rolling stone. Он прискакал к Гарину с Зоей и замкнул сюжет напрямую – уловка не понадобилась; остались лишь заведомо неверные чертежи и многолетнее читательское недоумение.

13. Некоторые уточнения.

Третье зеркало можно исполнить заодно со сферической крышкой; тогда оно покажется простой внутренней частью этой крышки, тем более что Зоя уже видела чертёж и никак не могла думать, что в аппарате есть ещё что-то важное, даже важнейшее. Собственно, а где она стояла, когда Гарин «Трубку направил отверстием к каменной решетке, у двенадцатигранного кожуха откинул сферическую крышку». Не у камина ли?

Затем, Гарин поднялся раньше Зои и даже понукал её встать.

В комнате скрипнула дверь, послышались шаги по ковру. Неясное очертание человека остановилось посреди комнаты. Он сказал негромко (по-русски): — Нужно решаться. Через тридцать — сорок минут подадут машину. Что же — да или нет? На кровати пошевелились, но не ответили.

Полагаю, у инженера оказалось достаточно времени, чтобы исполнить эти фальшивые чертежи.

Зоя – безотносительно к своим умственным качествам – читала газеты; я уже говорил об интересе к телескопам, планетам, астрономии в 1924-25гг. Возможно, что двухзеркальная – пусть и не совсем такая – схема, похожая на схему любого из кассегреновских телескопов, придала схемам и чертежу некоторую добавочную псевдоистинность. Но если рассуждать до конца, Зоя не заглянула в узкую трубку, мы не имеем никаких сторонних свидетельств о конструкции боевой части гиперболоида, не знаем, насколько там вообще были зеркала.

Увы, но кажется и не узнаем.

14. Эпилог.

Должно быть, и по нынешний день Гарин и Зоя собирают моллюсков и устриц на своём островке. Наевшись, Зоя, уткнувшись носом в песок и прикрывшись истлевшим пиджачком Гарина, похрапывает; а Пётр Петрович закачивает из интернета всё новые учебники физики, пролистывает их до главы «Геометрическая оптика», читает, и демонический хохот его несётся над океаническим простором.

 

crusoe.livejournal.com

Гиперболическое пространство : val000

"Ты должен бросить это как самое гнусное извращение. Оно может отнять у тебя всё время, здоровье, разум, все радости жизни. Эта чёрная пропасть в состоянии, может быть, поглотить тысячу таких титанов, как Ньютон…" (математик Фаркаш Больяи; из письма сыну Яношу)

«Я создал странный новый мир из ничего!» (Янош Больяи; из письма отцу)

«Этот юный геометр Больяи - гений высшего класса» (Иоганн Карл Фридрих Гаусс; из письма другу)

Пространство Лобачевского (hyperbolic space) было открыто в 1830-х годах как теперь считается одновременно Иоган Гауссом, Яношем Больяи (на рисунке) и Николаем Ивановичем Лобачевским в результате попыток доказать, что оно не может существовать. Примерно в 1820-1823 годах Больяи заканчивает трактат с описанием новой геометрии, но первым работу по неевклидовой геометрии публикует Лобачевский («О началах геометрии» 1829 г.). До конца жизни Больяи считал, что под псевдонимом Лобачевский статью опубликовал его друг Иоган Гаусс, который на самом деле ничего на эту тему так и не опубликовал (хотя лет 30 думал на эту тему). Правда, Гаусс мог быть знаком с Лобачевским заочно, поскольку у него и Лобачевского был один учитель - Мартин Бартельс. А может Бартельс и рассказывал своему русскому студенту о спорах Гаусса и Больяи на переднем крае науки. Кто теперь разберёт...

Так или иначе создание гиперболической геометрии ознаменовало новую эпоху в развитии математики и науки вообще. Теперь она используется для решения задач во многих областях математики, физики и информатики. Ниже я привожу пример - движение девяти шаров в гиперболическом пространстве. Трехмерная модель пространства выполнена в POV-Ray братьями: аспирантом-математиком университета штата Иллинойс (Антоном) и учеником выпускного класса средней ("high") школы Балтимора (Платоном). Пространство показано с помощью двух "карт," на которых дистанция между точками не совпадает с обычной евклидовой дистанцией (так же как земные дистанции искажаются на картах).

В первой модели гиперболическое пространство находится над (разукрашенной) плоскостью x-y ( z =0). Добраться до этой плоскости невозможно: приближаясь к ней, любой объект становится (с точки зрения евклидовой геометрии) всё меньше, и движется он всё медленней. Из-за искажения дистанции, объект, движущийся по примой, выглядит так, как будто он движется по дуге. Для того, чтобы шары не разлетелись в разные стороны, их движение было ограничено зелёной сферой.

Во второй модели всё гиперболическое пространство помещается внутри (разукрашенной) сферы. Опять же движение девяти шаров ограниченно зелёной сферой.

P.S. Как ни странно, Мартин Бартельс был соотечественником и современником того самого Иеронима Карла Фридриха фон Мюнхгаузена: оба они честно служили России, и оба пользовались покровительством герцогов Брауншвейгских.

(Следующий), (Продолжение), (Моя семья), (Жизнь в США), (Содержание)

val000.livejournal.com