Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)

Б

БÁГГИ, облегчённый спортивный автомобиль для автокросса. История багги начинается в 1950-х гг., когда появились необычные автомобили, быстро мчащиеся по песку и грязи и преодолевающие всевозможные препятствия. Без крыльев, без облицовки, иногда и без кузова, они выглядели некрасиво, но функционально. На автомобильных кладбищах можно было найти всё необходимое для их изготовления, что особенно привлекало молодёжь. Сначала это были автомобили, более предназначенные для туризма, чем для спорта. На них устанавливали фары, зеркала, стеклоочистители, бамперы и т. п. Но постепенно всё лишнее, мешавшее гонкам, снималось, и наконец багги приобрели современный вид. Вскоре стали проводиться и официальные соревнования на багги. Поскольку понятие «автокросс» включает различные соревнования по бездорожью, от любительских и клубных в заброшенном карьере до мастер-рейда Париж – Дакар, то и весь класс этих машин весьма разнообразен, начиная с прогулочных, одно – и двухместных гоночных до тяжёлых рейдеров. Также популярны и зрелищны гонки багги по своеобразному треку с грунтовой грязевой дорожкой. В конструкции багги сочетаются высокие технологии с простейшими решениями: сверхмощные компактные двигатели и простейшие втулки или тросы приводов, протянутые от педалей. Но простота – это залог надёжности, необходимой из-за огромных нагрузок. Ездить на багги дешевле, чем, напр., участвовать в кольцевых гонках или ралли. Здесь открывается почти бескрайняя перспектива для любителей технического творчества, да и выбор трасс для тренировок и соревнований не проблема – годится любой карьер.

Багги

БÁЗА ДÁННЫХ, упорядоченная совокупность данных, организованных по определённым правилам и предназначенных для хранения (обычно во внешней памяти ЭВМ) и постоянного многократного использования. Для создания и ведения базы данных (обновления, обеспечения доступа к ним по запросам и выдачи их пользователю) используется набор языковых и программных средств, называемых системой управления базы данных (СУБД). Аналогами компьютерных баз данных являются каталоги, телефонные книги, атласы и другие виды справочных изданий. База данных является основной составной частью банка данных. Кроме баз данных, банк данных содержит также программные, языковые и другие средства вычислительной техники, предназначенные для централизованного накопления данных и их использования с помощью компьютера.

БАЙДÁРКА, предназначенная для спорта или туризма одно-, двух – или четырёхместная лёгкая лодка с вырезами в палубе для гребцов с двухлопастными вёслами. Спортивные байдарки имеют цельный каркас и деревянную или пластмассовую обшивку, туристические – разборный каркас (деревянный, металлический или пластмассовый) и эластичную обшивку из водонепроницаемого материала. См. Гребные суда.

БАЙТ, основная единица количества информации, воспринимаемая и обрабатываемая в компьютере. Она соответствует восьми разрядам двоичного кода: 1 байт = 8 бит. Один байт – это количество информации в сообщении об одном из 256 (т. е. 2 в 8-й степени) возможных равновероятных событий. Байт записывается в памяти компьютера, считывается и обрабатывается как единое целое. Используются и более крупные единицы: килобайт (Кбайт), мегабайт (Мбайт), гигабайт (Гбайт) и т. д. Приближённо 1 Кбайт = 1000 байт, 1 Мбайт = 1 000 000 байт, 1 Гбайт = = 1 000 000 000 байт. Каждый символ на клавиатуре компьютера (буква, цифра, знаки сложения, вычитания, умножения, деления, знаки препинания и др.) кодируется с помощью одного байта.

БÁКЕН, плавучий навигационный знак, устанавливаемый на якоре для определения фарватера или указания навигационной опасности на реках и каналах. Является основным плавучим знаком на малых реках. Бакен состоит из плотика с укреплённой на нём надстройкой треугольной, шаровой или цилиндрической формы. В верхней части надстройки имеется штырь для крепления сигнального фонаря. Плотик бакена и его надстройку изготавливают из дерева. Треугольная надстройка представляет собой трёхгранную пирамиду. Шаровая надстройка состоит из двух круглых дощатых щитов, прикреплённых крестообразно к вертикальному бруску. Надстройка бакена цилиндрической формы выполнена из двух круглых ободов, на которые набита дощатая обшивка. Для установки бакенов применяются якоря и якорные цепи или металлические тросы. Левая кромка судового хода при движении вниз по течению ограждается бакенами треугольного силуэта белого цвета. Сигнальный огонь бакенов левой кромки судового хода – белый постоянный или белый проблесковый. В качестве огней может применяться зелёный постоянный или зелёный проблесковый огонь. Правая кромка судового хода ограждается бакеном круглой или прямоугольной формы красного цвета. Сигнальный огонь бакенов круглой или прямоугольной формы – красный постоянный или красный проблесковый. При движении вниз эти знаки оставляют справа.

БАНК ДÁННЫХ, см. в ст. База данных.

БÁРДИН Иван Павлович (1883–1960), металлург, академик АН СССР. Руководил проектированием и строительством крупных металлургических предприятий (в т. ч. Кузнецкого металлургического комбината), созданием типовых металлургических агрегатов, разработкой и внедрением непрерывной разливки стали и кислородно-конвертерного процесса получения стали, освоением и комплексным использованием новых видов металлургического сырья.

БÁРЖА, плоскодонное, преимущественно несамоходное грузовое судно с упрощёнными обводами корпуса. Иногда баржами называют также тихоходные грузовые суда с упрощёнными обводами.

Баржа

Баржи подразделяются на две категории: сухогрузные и наливные. Сухогрузные баржи делят на трюмные, баржи-площадки и специализированные. У трюмных барж грузоподъёмностью от 400 т полностью открытые трюмы, двойные борта и двойное дно. Трюмные баржи меньшей грузоподъёмности обычно имеют одинарные борта и днище. Трюмные баржи, перевозящие грузы, боящиеся подмочки, сверху закрываются сдвижными люковыми крышками. Баржи-площадки предназначены для перевозки грузов на палубе. К специализированным баржам относятся баржи-гаражи для перевозки тракторов и автомобилей, зерновозы, саморазгружающиеся баржи для перевозки цемента и т. д. Наливные баржи перевозят жидкие продукты (гл. обр. нефтепродукты) непосредственно в трюмах или в специальных встроенных ёмкостях. При перевозке вязких продуктов они оборудуются системами подогрева. Сухогрузные баржи имеют грузоподъёмность от 100 до 4000 т, наливные – до 11 000 т. Баржи эксплуатируются в основном на внутренних водных путях (реки, озёра, водохранилища), реже – в морских условиях (внутренние или прибрежные моря, проливы). На внутренних водных путях из барж формируются буксируемые или толкаемые составы, включающие в себя от одной до нескольких десятков барж. Несамоходные морские баржи эксплуатируются в специально спроектированных составах из судна-толкача и одной баржи. Кормовая часть такой баржи имеет вырез для входа носовой части судна-толкача. Оба судна оборудуются гидравлическим сцепом. Баржа и буксир оборудуются также буксирным устройством для возможности вождения баржи на буксире.

БАРК, парусное морское грузовое судно дальнего плавания с 3–5 мачтами; все мачты, кроме кормовой, несут прямые паруса, кормовая – косые.

Барк «Крузенштерн»

БАРКЕНТИ́НА, парусное грузовое судно с 3–6 мачтами и косыми парусами на всех мачтах, кроме носовой, имеющей прямые паруса.

БАРÓГРАФ, прибор для автоматической непрерывной записи изменений атмосферного давления. Наиболее распространён анероидный барограф, состоящий из нескольких соединённых вместе гофрированных коробок (из которых выкачан воздух), деформирующихся под действием атмосферного давления, передаточного механизма, барабана с часовым механизмом и корпуса. Запись выполняется пером на диаграммной бумажной ленте, укреплённой на барабане. По времени полного оборота барабана барографы делятся на суточные и недельные.

Барограф:

1 – анероидные коробки; 2 – перо; 3 – барабан с бумажной лентой, приводимый в движение часовым механизмом

БАРÓМЕТР, прибор для измерения атмосферного давления. Наиболее распространены жидкостные (ртутные) барометры, деформационные барометры – анероиды и гипсотермометры. В ртутном барометре атмосферное давление измеряется по высоте столба ртути в запаянной сверху трубке, опущенной открытым концом в сосуд с ртутью. Изобрёл ртутный барометр в 1644 г. итальянский математик и физик Э. Торричелли, он же впервые с помощью своего барометра измерил атмосферное давление. Ртутные барометры – наиболее точные приборы, ими оборудованы метеорологические станции, и по ним проверяется работа других видов барометров – анероида и гипсотермометра.

Ртутные барометры:

а – чашечный; б – сифонный; в – сифонно-чашечный

В анероиде атмосферное давление измеряется по величине деформации упругой металлической коробки, из которой откачан воздух; при изменениях давления коробка сжимается или расширяется, а связанная с ней стрелка перемещается по шкале, указывая давление. Анероиды изготовляют разных типов, в т. ч. бытовые для наблюдения за изменением атмосферного давления при комнатной температуре. Гипсотермометр – прибор для определения атмосферного давления по температуре кипения воды, зависящей от давления (с понижением атмосферного давления температура кипения воды понижается). Гипсотермометр состоит из кипятильника и точного ртутного термометра.

БАТАРÉЯ СÓЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМÉНТОВ, см. Солнечная батарея.

БАТИПЛÁН, подводный буксируемый аппарат с пилотом. Глубина хода меняется с помощью горизонтальных рулей. См. Подводный аппарат.

БАТИСКÁФ, самоходный глубоководный аппарат для океанографических исследований с экипажем. Состоит из корпуса-поплавка, заполненного более лёгким, чем вода, наполнителем (обычно бензином), и стального шара-гондолы, в котором размещается экипаж, аппаратура управления, измерительные и прочие приборы. Плавучесть батискафа регулируется сбрасыванием балласта и выпуском бензина. Движется батискаф с помощью гребных винтов с приводом от электродвигателя. Объём шара-гондолы 5–8 мі. Максимальная глубина погружения св. 10 км. Первый батискаф был построен и испытан швейцарским учёным О. Пиккаром в 1948 г. В январе 1960 г. Ж. Пиккар (сын О. Пиккара) и Д. Уолш на батискафе «Триест» достигли дна Марианского жёлоба в Тихом океане (ок. 11 000 м). См. Подводный аппарат.

БАТИСФÉРА, несамоходный глубоководный аппарат для океанографических исследований с экипажем, опускаемый на тросе. См. Подводный аппарат.

БÁШНЯ, свободно стоящая высотная конструкция. Форма башни может быть призматической, цилиндрической, пирамидальной, конической и т. д. Первоначально башни строились для оборонных целей (сторожевые и крепостные башни) и для сигнализации (маяки). Из семи чудес света, названных древнегреческим историком Геродотом, два – это башни: Александрийский маяк и маяк на острове Родос, выполненный в виде статуи бога солнца Гелиоса. Большую роль в защите от нападений кочевников и пиратов играли сторожевые башни. Так, в средневековой Испании вдоль всего побережья, от Кадиса на Атлантике до Барселоны на Средиземноморье, были построены башни. В случае нападения сигнал об опасности с помощью факела и зеркал передавался от башни к башне, и о приближении врагов быстро становилось известно в каждом прибрежном селении. Строились башни, выполнявшие культовые (колокольни, минареты), гражданские (городские ратуши) и инженерные (водонапорные) функции. Благодаря выразительности и динамизму возвышающиеся над окружающим ландшафтом башни нередко становились опознавательным символом местности и даже своеобразной визитной карточкой городов. Таковы, напр., «падающая башня» в Пизе или Эйфелева башня в Париже. Самыми высокими башнями в мире являются телебашни в Торонто (550 м) и в Москве (540 м). Отличительной особенностью башни как высотного сооружения является преобладающее влияние на неё метеорологических факторов: ветровой нагрузки, температуры, обледенения. Устойчивость башни обеспечивается её собственной конструкцией, в отличие от мачты, удерживаемой в вертикальном положении специальными оттяжками.

1)

2)

3)

4)

5)

Наиболее известные башни теле– и радиоцентров крупных городов мира:

1 – Москва (башня Шухова), 148 м; 2 – Париж (Эйфелева башня), 312 м; 3 – Токио, 333 м; 4 – Москва (Останкино), 540 м; 5 – Торонто, 550 м

БЕЗОТКÁЗНОСТЬ, см. в ст. Надёжность.

БЕЛЛ (bell) Александер Грейам (1847–1922), изобретатель телефона. Шотландец по происхождению. Жил и работал в США. Изучая акустику и физику речи, создал несколько приборов для демонстрации глухим артикуляции речи. В 1876 г. получил патент на телефон.

В последующие годы совместно с другими исследователями опубликовал ряд приоритетных работ в области записи и воспроизведения звука.

А.Белл

БЕНАРДÓС Николай Николаевич (1842–1905), российский изобретатель электрической дуговой сварки. Предложил (1882) способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока, названный им электрогефестом, который сразу же нашёл применение как в России, так и за рубежом. Бенардосу также принадлежит приоритет в разработке ряда способов сварки косвенно действующей дугой, сварки в струе газа, дуговой резки как в обычных условиях, так и под водой, электрического способа покрытия больших металлических поверхностей слоем меди и др.

Н.Н. Бенардос

БЕНТОНИ́ТОВЫЙ РАСТВÓР, специальный глинистый раствор (суспензия), который широко используется в тоннельном строительстве для крепления стен выработок. Представляет собой коллоидный раствор с удельным весом 10.5—12 кН/мі. Бентонитовый раствор обладает интересными свойствами. Находясь в жидком состоянии (золь), он с течением времени загустевает (переходит в гель), а при механическом воздействии вновь переходит в золь. Обладая низкой вязкостью и высокой глинизирующей способностью, бентонитовая суспензия проникает в грунт, образуя на поверхности стен тонкую (0.5—30 мм), но достаточно плотную и прочную плёнку, удерживающую от обрушения вертикальные откосы траншей с нагрузкой на поверхности. Свойства глинистого раствора не изменяются на всех стадиях строительных работ; он не ухудшает сцепления арматуры с бетоном, не смешивается с бетонной смесью, что позволяет вести бетонирование подводным способом. В закреплённые глинистым раствором траншеи опускают арматурные каркасы и бетонируют конструкции стен непосредственно в грунтовой опалубке, вытесняя бентонитовый раствор бетонной смесью (технология «стена в грунте»). Используется также при щитовой проходке для крепления выработки в головной части щита.

БЕРЕГОУКРЕПИ́ТЕЛЬНЫЕ СООРУЖÉНИЯ, сооружения, служащие для защиты берегов водоёмов (рек, морей, водохранилищ, каналов и др.) от разрушающего воздействия волн, течений, напора воды, льда и других природных факторов. Берегоукрепительные сооружения строятся для предупреждения разрушений (размывов) берегов и затоплений населённых пунктов, промышленных объектов, дорог, мостов, линий связи, ценных лесных и сельскохозяйственных угодий, культурных и исторических памятников и т. п., а в курортных зонах используются для сохранения, создания и расширения пляжей. Основное требование к возводимым берегоукрепительным сооружениям – эффективность работы, надёжность и долговечность. При их создании желательно максимально использовать местные строительные материалы. По характеру взаимодействия с водным потоком берегоукрепительные сооружения делятся на активные и пассивные. Активные сооружения используют энергию потока на работу по намыву и сохранению береговых наносов. К таким сооружениям на морях относятся наносозадерживающие буны и волноломы, на реках – поперечные полузапруды, регулирующие дамбы, струенаправляющие щиты. Пассивные берегоукрепительные сооружения противостоят водному потоку (на морях – волноотбойные стены, наброска из крупных блоков и фигурных массивов; на реках – каменная наброска, тюфяки, габионы, бетонные и железобетонные плиты). Выбор вариантов комплекса берегоукрепительных сооружений и их типов зависит от рельефа берега, его гидрогеологического режима и геологического строения.

БÉССЕМЕР (bessemer) Генри (1813–1898), английский изобретатель. Имел св. 100 патентов на изобретения в различных областях техники. Занимаясь в 1854 г. проблемой улучшения тяжёлого артиллерийского снаряда, пришёл к выводу о необходимости более совершенного способа получения литой стали для орудийных стволов. В 1856 г. Бессемер запатентовал конвертер для передела жидкого чугуна в сталь без подвода теплоты – продувкой воздухом. Такая технология получила название бессемеровского процесса. В 1860 г. изобрёл вращающийся конвертер с подачей воздуха через днище и цапфы. Выдвинул идею бесслитковой прокатки стали.

БЕССТЫКОВÓЙ ПУТЬ, железнодорожный путь, содержащий вместо коротких стандартных рельсов длиной 12.5 м сваренные рельсовые плети длиной 150–950 м. Плети чередуются с т. н. уравнительными пролётами длиной по 50–70 м (2–4 пары стандартных рельсов). Длину плети выбирают такой, чтобы силы, возникающие в ней при максимальных колебаниях температуры, были не в состоянии преодолеть силы сопротивления продольному сдвигу по всей длине плети. Бесстыковой путь обладает рядом преимуществ перед обычным звеньевым: увеличивается надёжность работы пути и рельсовых цепей автоблокировки, а следовательно, повышается безопасность движения поездов, снижается уровень шума от стука колёс на стыках и уменьшается амплитуда колебаний вагонов; увеличиваются сроки службы элементов пути. Начиная с 1960-х гг. бесстыковой путь широко применяется на железных дорогах большинства стран. В России бесстыковой путь был предложен в 1930 г. инженерами М. С. Боченковым и К. Н. Мищенко.

БЕТÓН, искусственный камень, получаемый в результате твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гравия). При правильном соотношении составляющих вяжущее вещество заполняет все промежутки между отдельными песчинками, а цементно-песчаный раствор – между зёрнами щебня или гравия. Тогда бетон получается достаточно крепким, а сооружение – прочным. В качестве вяжущего материала применяются цемент, известковые вяжущие в сочетании с силикатными компонентами (силикатный бетон), гипс (гипсобетон), органические материалы (асфальтобетон, полимербетон). В зависимости от наибольшей крупности применяемых заполнителей бетоны подразделяются на мелкозернистые (размер щебня или гравия до 10 мм) и крупнозернистые (до 150 мм). Для достижения высокой прочности бетона необходимо такое уплотнение укладываемой массы, чтобы внутри не было воздушных пузырьков и пустот. Раньше уложенный на стройке бетон колотили вручную трамбовками, топтали ногами, «штыковали» тонкими железными прутьями. Ныне бетон уплотняют вибраторами. Забота о бетоне также предполагает обеспечение оптимальных условий для твердения цемента: влажной среды и положительной температуры. Поэтому летом бетон закрывают от лучей яркого солнца и время от времени поливают водой, а зимой пропускают через него электрический ток или обогревают горячим паром, чтобы не замёрз.

БИМЕТÁЛЛ, материал, состоящий из двух прочно соединённых разнородных по своим свойствам металлов или сплавов (напр., сталь и алюминий, титан и молибден). Биметалл применяют для экономии дефицитных и дорогостоящих материалов или для получения материалов с новым набором свойств, исходя из характеристик компонентов. Биметалл получают одновременной горячей прокаткой или прессованием двух металлов или сплавов, заливкой легкоплавкого металла на тугоплавкий или погружением последнего в расплав легкоплавкого металла, гальваническим способом или наплавкой легкоплавкого компонента при использовании электрического или плазменного нагрева. Биметаллические пластинки широко применяют в электротехнической промышленности, когда при пропускании через них электрического тока пластинки заметно нагреваются и из-за разности коэффициентов термического расширения двух металлов изгибаются, что приводит к замыканию или размыканию электрических контактов.

БИНÓКЛЬ, оптический прибор для наблюдения удалённых предметов двумя глазами (произошло от латинского bini – пара и oculus – глаз). По существу состоит из двух параллельных зрительных труб, соединённых вместе. Различают два типа биноклей. Небольшие бинокли, с 2.5—4-кратным увеличением, изготовляются на основе зрительных труб Галилея; дают прямое изображение рассматриваемых предметов, хорошо передают освещённость наблюдаемого изображения. Наиболее распространены т. н. призменные бинокли, у которых между объективом и окуляром помещают оборачивающую систему призм. Это позволило уменьшить общую длину прибора по сравнению с длиной зрительных труб, обладающих таким же увеличением. По увеличению (кратности) различают бинокли малого увеличения (2—4-кратные, напр. театральные), среднего (5—8-кратные, т. н. полевые) и большого (10—22-кратные, морские). Существуют также бинокли с переменной кратностью увеличения (7—12). Получение резкого изображения (фокусировка) в биноклях обеспечивается за счёт перемещения окуляров относительно объективов зрительных труб. Фокусировка окуляров может быть раздельной для получения оптимальной резкости изображения для каждого глаза либо совмещённой, когда оба окуляра перемещаются синхронно на одинаковое расстояние. Все современные бинокли имеют просветлённые объективы с высоким коэффициентом пропускания света (до 0.9), что позволяет вести наблюдения даже в сумерках.

Театральный бинокль

Бинокль ночного видения

БИОЛОГИ́ЧЕСКАЯ ЗАЩИ́ТА от ионизирующих излучений, возникающих в ядерном реакторе, изолирует его и предотвращает (или снижает) проникновение излучений наружу за пределы защитной оболочки. При этом защита от заряженных частиц не представляет затруднений, т. к. их пробег во всех материалах весьма мал; проблема связана с предотвращением воздействия нейтронного и гамма-излучений. Для защиты от них применяют конструкции из поглощающих материалов, выполненные в виде экранов, стенок и герметичных куполов, воздвигаемых над реактором или вокруг иного источника радиоактивного излучения. В качестве защитных материалов для ослабления нейтронного излучения используют воду, бетон; для защиты от гамма-излучений – сталь, свинец, бор, кадмий. Для защиты обслуживающего персонала ядерных объектов применяют также индивидуальные средства: защитные комбинезоны, пневмокостюмы, респираторы, специальные ботинки, перчатки и т. п. Все виды защиты призваны снижать интенсивность проникающего излучения до уровня, безопасного для человека, животных и окружающей среды. Помимо технических средств, для биологической защиты организма от действия ионизирующих излучений применяют химические средства, которые вводят в организм до или во время действия излучения. С их помощью повышается сопротивляемость организма к действию радиации.