Műszaki Élet, 1972. január-június (27. évfolyam, 1-13. szám)
1972-01-07 / 1. szám
Fa- és faalaj_k, ágú termocucm.cowmia lammiany. A MŰSZAKI ÉS TERMÉSZETTUDOMÁNYI EGYESÜLETEK SZÖVETSÉGÉNEK LAPJA XXVII. ÉVFOLYAM, 1. SZÁM ÁRA: 2,50 FT 1972. JANUÁR 1. Pályázatunk eredménye — Hogyan alakul a gépexport? A gyapjúipar problémái — Milyen lesz a gépgyártás technológiája? — Miért nem divatosak a hőre keményedő műanyagok? Milyen legyen az elektronikus adatfeldolgozás szakértője? REND A MIKROVILÁGBAN Ha bolyongunk a természetben és kezünkbe akad egy szép kristály, a pontos szögben hajló, szemre tökéletesen sík lapok felkeltik bennünk a csodálatot az anyagban uralkodó nagyszerű rend iránt. Ugyanezen az utunkon a rohanó hegyipatak örvénylő vize vagy a szél kavargása homlokegyenest ellentétes képzeteket kelthet bennünk a szeszélyes, rendetlen anyagról. Mindkét kép igaz, a tökéletes kristály és az ideális gáz között az anyag atomjai a rendezettség minden fokán léteznek. Az anyag makroszkópos viselkedése szempontjából nem elég tudnunk, hogy milyen atomokból épül fel, hanem ismernünk kell az anyag szerkezetét, a felépítés geometriáját. Közismert a szén két módosulatának, a grafitnak és a gyémántnak a különbözősége. Számos olyan vegyületpárt ismerünk, amelyek ugyanazokból az atomokból felépülve eltérő szerkezetük folytán merőben más tulajdonságokkal jelennek meg. A két véglet A tökéletes kristály háromdimenziós, periodikus, rácsszerű szerkezet. A szerkezetet definiálja három nem egy síkba eső vektor és három állandó. Az egész épület téglája tehát egy paralellepipedon, és ennek sokszoroarsával épül fel az egész kristály. Minden atomnak a helyzete pontosan meghatározott és minden homológ atomnak a környezete pontosan egyforma. Az ideális gáz a részecskék teljes anarchiáját jelenti. Az egyes atom környezetében nincs másik atom, amellyel kölcsönhatásba lépne. A részecskék első megközelítésben sima, rugalmas golyócskák módjára viselkednek. Saját átmérőjüknél jobban nem közelítik meg egymást, találkozásuk rugalmas ütközés, amely statisztikus véletlen módjára befolyásolja sebességüket. Minthogy az atomok helyzete egymástól teljesen független, a' gáz N atomjának a helyzetét 3N koordinátával ' lehet csak megadni. Normál hőmérsékleten és nyomáson például az argon gázban egy-egy atom környezetében átlag az atom térfogatának 3000-szerese az anyagmentes tér. Ilyen körülmények között tehát a rendetlenség valóban csaknem tökéletes. A gázok többsége nem atomos, hanem molekulákká áll össze. A rendezetlenség —, ha a gáz sűrűsége elég kicsi — akkor mind a molekulák középpontjainak helyzetére, mind azok irányítottságára fennáll. Szerencsére a fizikust vagy a technikust ez a rendezetlenség nem akadályozza meg abban, hogy a gáz paramétereit, a nyomást, a hőmérsékletet nagy pontossággal meghatározza, minthogy ezek a részecskék mozgásából levezethető statisztikus középértékek. E mennyiségek egymáshoz rendelését a kinetikus gázelmélet végezte el. Az atomok szerkezetének, a külső elektronhéjak szerepének, a vegyérték erők alakulásának a megértése kulcsot adott a kezünkbe arra, hogy előre lássuk, illetve megmagyarázzuk, miért kockarendszerben kristályosodnak a fémek, miért olyan a gyémántkristály, amilyen. Már nem ilyen egyszerű a helyzet a vegyületek vonatkozásában, amelyeknél a kristályrácsot létrehozó kohéziós erők kialakulása nem könnyen áttekinthető. Nagy lendületet, adott a kristályszerkezetek tanulmányozásának, amikor Laue és Bragg röntgendiffrakciós kísérletei közvetlen betekintést nyújtottak a kristályok belső szerkezetébe, és módszert adtak a rácsállandók méréssel való meghatározására. (Folytatás a 18. oldalon) A hexagonális fém-kristály modellje Különleges elektronmikroszkóptechnikával láthatóvá lehet tenni a kristályrácsban megjelenő diszlokációt Természetes karcit kristályok A fémmikroszkóp alatti csiszolaton látható a vizsgált cink-minta mikro- Dezoxiribonukleinsav molekula kristályos szerkezete modellje (részlet) A szélcsatorna reneszánsza A szélcsatorna fogalma sok évtizede úgy ment át a köztudatba, mint a ballisztikai kutatások és a repülőgépipar fontos kísérleti eszköze. Az elmúlt évtizedben azonban alaposan kibővült alkalmazási területe, így joggal beszélhetünk a szélcsatorna reneszánszáról. A szélcsatornában nagy sebességű légáramlást hoznak létre. A beszívott levegőt különleges kialakítású légcsavar gyorsítja fel, majd az általa perdületbe hozott légáramot terelő lapátsorozatok egyenirányítják és a mérőtérbe vezetik. A mérőtérben felfüggesztett vagy elhelyezett modelleken fellépő aerodinamikai erőket különféle precíziós műszerekkel, mérlegekkel mérik. Nagy sebességű járművek Napjainkban a repülőgépeken kívül a legkülönbözőbb közlekedési eszközöket vizsgálják szélcsatornáiban. A francia vasúti társaság, az SNCF a hetvenes évtizedben szeretné elérni egyes vonalain bizonyos szerelvényeknél a 300 kilométer óránkénti utazósebességet. Ehhez természetesen megelőző aerodinamikai kísérletek szükségesek. Nemcsak mozdonyokat, hanem összekapcsolt szerelvénymodelleket is helyeznek a mérőtérbe, és figyelik a szerelvény felfekvését a sínekre, igyekeznek kialkítani a megfelelő áramvonalformát és meghatározni az ideális összekapcsolási távolságot. Amikor a nagy sebességű szerelvény belép egy alagútba, ott igen erős légörvény keletkezésével kell számolni, ezért a szerelvénynek az alagútban való viselkedését szintén a szélcsatornában kísérletezik ki. A franciák légpárnás vonata, az Aerotrain és a Naviplane légpárnás jármű szintén számos szélcsatorna-kísérleten esett keresztül, amíg megkezdték gyártásukat. Az aerodinamikai problémákat az autóiparban sem lehet figyelmen kívül hagyni. Egyre növekszik a sebesség, a legújabb sportkocsiké eléri a 200— 250 km/órát, amennyit valaha a dugattyús repülőgépek teljesítettek. Megváltozik a motorteljesítmény, de ezzel meg kell változtatni az autók aerodinamikai formáját is. E munka során figyelembe kell venni azt, hogy ha egy gépkocsi óránként 60 kilométeres sebességgel halad, akkor a légellenállás leküzdése a motor teljesítményének 50 százalékát veszi igénybe. Ez az arány 75%-ra növekszik akkor, amikor a kocsi sebessége eléri a 160 km/órát. Napjainkban az építészet isegyre több gondot fordít a szélcsatorna-kísérletekre, s a berendezés a statikus számára lassan nélkülözhetetlen eszköz lesz. Nem kell külön hangsúlyozni, hogy egyes épületek, hidak, pillérek milyen szélhútásnak vannak kitéve. Az Egyesült Államokban tornádó alatt (Folytatás a II. oldalon) A szélcsatornában kikísérletezett Aerotrain