GeoSELECT.ru



Космонавтика / Реферат: Реактивные двигатели, устройство, принцип работы ( Космонавтика)

Космонавтика
Уфология
Авиация
Административное право
Арбитражный процесс
Архитектура
Астрология
Астрономия
Аудит
Банковское дело
Безопасность жизнедеятельности
Биология
Биржевое дело
Ботаника
Бухгалтерский учет
Валютные отношения
Ветеринария
Военная кафедра
География
Геодезия
Геология
Геополитика
Государство и право
Гражданское право и процесс
Делопроизводство
Деньги и кредит
Естествознание
Журналистика
Зоология
Инвестиции
Иностранные языки
Информатика
Искусство и культура
Исторические личности
История
Кибернетика
Коммуникации и связь
Компьютеры
Косметология
Криминалистика
Криминология
Криптология
Кулинария
Культурология
Литература
Литература : зарубежная
Литература : русская
Логика
Логистика
Маркетинг
Масс-медиа и реклама
Математика
Международное публичное право
Международное частное право
Международные отношения
Менеджмент
Металлургия
Мифология
Москвоведение
Музыка
Муниципальное право
Налоги
Начертательная геометрия
Оккультизм
Педагогика
Полиграфия
Политология
Право
Предпринимательство
Программирование
Психология
Радиоэлектроника
Религия
Риторика
Сельское хозяйство
Социология
Спорт
Статистика
Страхование
Строительство
Схемотехника
Таможенная система
Теория государства и права
Теория организации
Теплотехника
Технология
Товароведение
Транспорт
Трудовое право
Туризм
Уголовное право и процесс
Управление
Физика
Физкультура
Философия
Финансы
Фотография
Химия
Хозяйственное право
Цифровые устройства
Экологическое право
   

Реферат: Реактивные двигатели, устройство, принцип работы ( Космонавтика)


Темы: Виды реактивных двигателей, физические основы реактивного движения
при разных скоростях.

Введение.

В современной авиации гражданской и военной, в космической технике широкое
применение получили реактивные двигатели, в основу создания которых положен
принцип получения тяги за счёт силы реакции, возникающей при отбросе от
двигателя некоторой массы (рабочего тела), а направление тяги и движения
отбрасываемого рабочего тела противоположны. При этом величина тяги
пропорциональна произведению массы рабочего тела на скорость её отброса.
Так упрощённо можно описать работу реактивного двигателя, а настоящая
научная теория наглости современных реактивных двигателей разрабатывалась
несколько десятков лет. И в её основе и конструкции реактивных двигателей
лежат труды русских учёных и изобретателей, которые в развитии реактивных
двигателей и вообще в ракетной техники всегда занимали ведущее место.
Конечно, к началу работ по ракетной технике в России относится к 1690г.,
когда было построено специальное заведение при активном участии Петра 1
для производства пороховых ракет, которые гораздо ранее были использованы в
древнем Китае. Тем не менее пороховые ракеты образца 1717г. благодаря своим
высоким по тому времени качествам использовались почти без изменения в
течение около ста лет. А первые попытки создания авиационного реактивного
двигателя следует наверно отнести к 1849 году, когда военный инженер И.М.
Третесский предложил для передвижения аэростата использовать силу
реактивной струи сжатого газа. В 1881 Кибальчич разработал проект
летательного аппарата тяжелее воздуха с реактивным двигателем. Конечно, это
были первые попытки использовать силу реактивной струи для летательных
аппаратов, а конечно Н.Е.Жуковский, "отец русской авиации", впервые
разработавший основные вопросы теории реактивного движения, является по
праву основоположником этой теории.
Труды Российских и советских учёных и конструкторов вместе с
трудами наших выдающихся соотечественников Н.Е.Жуковского,
К.Э.Циолковского, В.В.Уварова, В.П.Мишина и многих других являются
основой современной реактивной техники, что позволило создать
высокоскоростные истребители типа……, тяжёлые транспортные самолёты типа
Руслан, сверхзвуковой лайнер Ту- 144, ракетоноситель Энергия и орбитальную
станцию Мир и многое другое, что является нашей славной историей и
гордостью России.



I. Физические основы работы реактивного двигателя.

В основе современных мощных реактивных двигателях различных типов лежит
принцип прямой реакции, т.е. принцип создания движущей силы (или тяги) в
виде реакции (отдачи) струи вытекающего из двигателя "рабочего вещества",
обычно - раскалённых газов.
Во всех двигателях существует два процесса преобразования энергии. Сначала
химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию продуктов
сгорания, а затем тепловая энергия используется для совершения механической
работы. К таким двигателям относятся поршневые двигатели автомобилей,
тепловозов, паровые и газовые турбины электростанций и т.д.
Рассмотрим этот процесс применительно к реактивным двигателям. Начнем с
камеры сгорания двигателя, в котором тем или иным способом, зависящим от
типа двигателя и рода топлива, уже создана горючая смесь. Это может быть,
например, смесь воздуха с керосином, как в турбореактивном двигателе
современного реактивного самолёта, или же смесь жидкого кислорода со
спиртом, как в некоторых жидкостных ракетных двигателях, или, наконец,
какое-нибудь твёрдое топливо пороховых ракет. Горючая смесь может сгорать,
т.е. вступать в химическую реакцию с бурным выделением энергии в виде
тепла. Способность выделять энергию при химической реакции, и есть
потенциальная химическая энергия молекул смеси. Химическая энергия молекул
связана с особенностями их строения, точнее, строения их электронных
оболочек, т.е. того электронного облака, которое окружает ядра атомов,
составляющих молекулу. В результате химической реакции, при которой одни
молекулы разрушаются, а другие возникают, происходит, естественно,
перестройка электронных оболочек. В этой перестройке - источник
выделяющейся химической энергии. Видно, что топливами реактивных двигателей
могут служить лишь такие вещества, которые при химической реакции в
двигателе (сгорании) выделяют достаточно много тепла, а также образуют при
этом большое количество газов. Все эти процессы происходят в камере
сгорания, но остановимся на реакции не на молекулярном уровне (это уже
рассмотрели выше), а на "фазах" работы. Пока сгорание не началось, смесь
обладает большим запасом потенциальной химической энергии. Но вот пламя
охватило смесь, ещё мгновение - и химическая реакция закончена. Теперь уже
вместо молекул горючей смеси камеру заполняют молекулы продуктов горения,
более плотно "упакованные". Избыток энергии связи, представляющей собой
химическую энергию прошедшей реакции сгорания, выделился. Обладающие этой
избыточной энергией молекулы почти мгновенно передали её другим молекулам и
атомам в результате частых столкновений с ними. Все молекулы и атомы в
камере сгорания стали беспорядочно, хаотично двигаться со значительно более
высокой скоростью, температура газов возросла. Так произошел переход
потенциальной химической энергии топлива в тепловую энергию продуктов
сгорания.
Подобных переход осуществлялся и во всех других тепловых двигателях, но
реактивные двигатели принципиально отличаются от них в отношении дальнейшей
судьбы раскалённых продуктов сгорания.
После того, как в тепловом двигателе образовались горячие газы, заключающие
в себя большую тепловую энергию, эта энергия должна быть преобразована в
механическую. Ведь двигатели для того и служат, чтобы совершать
механическую работу, что-то "двигать", приводить в действие, все равно,
будь то динамо-машина на просьба дополнить рисунками электростанции,
тепловоз, автомобиль или самолёт.
Чтобы тепловая энергия газов перешла в механическую, их объём должен
возрасти. При таком расширении газы и совершают работу, на которую
затрачивается их внутренняя и тепловая энергия.
В случае поршневого двигателя расширяющиеся газы давят на поршень,
движущийся внутри цилиндра, поршень толкает шатун, а тот уже вращает
коленчатый вал двигателя. Вал связывается с ротором динамомашины, ведущими
осями тепловоза или автомобиля или же воздушным винтом самолёта - двигатель
совершает полезную работу. В паровой машине, или газовой турбине газы,
расширяясь, заставляют вращать связанное с валом турбиной колесо - здесь
отпадает нужда в передаточном кривошипно-шатунном механизме, в чем
заключается одно из больших преимуществ турбины
Расширяются газы, конечно, и в реактивном двигателе, ведь без этого они не
совершают работы. Но работа расширения в том случае не затрачивается на
вращение вала. Связанного с приводным механизмом, как в других тепловых
двигателях. Назначение реактивного двигателя иное - создавать реактивную
тягу, а для этого необходимо, чтобы из двигателя вытекала наружу с большой
скоростью струя газов - продуктов сгорания: сила реакции этой струи и есть
тяга двигателя. Следовательно, работа расширения газообразных продуктов
сгорания топлива в двигателе должна быть затрачена на разгон самих же
газов. Это значит, что тепловая энергия газов в реактивном двигателе должна
быть преобразована в их кинетическую энергию - беспорядочное хаотическое
тепловое движение молекул должно замениться организованным их течением в
одном, общем для всех направлении.
Для этой цели служит одна из важнейших частей двигателя, так называемое
реактивное сопло. К какому бы не все в там правда типу не принадлежал тот
или иной реактивный двигатель, он обязательно снабжен соплом, через которое
из двигателя наружу с огромной скоростью вытекают раскалённые газы -
продукты сгорания топлива в двигателе. В одних двигателях газы попадают в
сопло сразу же после камеры сгорания, например, в ракетных или прямоточных
двигателях. В других, турбореактивных, - газы сначала проходят через
турбину, которой отдают часть своей тепловой энергии. Она расходует в этом
случае для приведения в движение компрессора, служащего для сжатия воздуха
перед камерой сгорания. Но, так или иначе, сопло является последней частью
двигателя - через него текут газы, перед тем как покинуть двигатель.
Реактивное сопло может иметь различные формы, и, тем более, разную
конструкцию в зависимости от типа двигателя. Главное заключается в той
скорости, с которой газы вытекают из двигателя. Если эта скорость истечения
не превосходит скорости, с которой в вытекающих газах распространяются
звуковые волны, то сопло представляет собой простой цилиндрический или
суживающий отрезок трубы. Если же скорость истечения должна превосходить
скорость звука, то соплу придается форма расширяющейся трубы или же сначала
суживающейся, а за тем расширяющейся (сопло Лавля). Только в трубе такой
формы, как показывает теория и опыт, можно разогнать газ до сверхзвуковых
скоростей, перешагнуть через "звуковой барьер".

II. Классификация реактивных двигателей и особенности их использования

Однако этот могучий ствол, принцип прямой реакции, дал жизнь огромной кроне
"генеалогического дерева" семьи реактивных двигателей. Чтобы
познакомиться с основными ветвями его кроны, венчающей "ствол" прямой
реакции. Вскоре, как можно видеть по рисунку (см. ниже), этот ствол делится
на две части, как бы расщепленный ударом молнии. Оба новых ствола одинаково
украшены могучими кронами. Это деление произошло по тому, что все
"химические" реактивные двигатели делятся на два класса в зависимости от
того, используют они для своей работы окружающий воздух или нет.
[pic]Один из вновь образованных стволов - это класс воздушно-реактивных
двигателей (ВРД). Как показывает само название, они не могут работать вне
атмосферы. Вот почему эти двигатели - основа современной авиации, как
пилотируемой, так и беспилотной. ВРД используют атмосферный кислород для
сгорания топлива, без него реакция сгорания в двигателе не пойдет. Но все
же в настоящее время наиболее широко применяются турбореактивные двигатели


(ТРД), устанавливаемые почти на всех без исключения современных самолётах.
Как и все двигатели, использующие атмосферный воздух, ТРД нуждаются в
специальном устройстве для сжатия воздуха перед его подачей в камеру
сгорания. Ведь если давление в камере сгорания не будет значительно
превышать атмосферное, то газы не станут вытекать из двигателя с большей
скоростью - именно давление выталкивает их наружу. Но при малой скорости
истечения тяга двигателя будет малой, а топлива двигатель будет расходовать
много, такой двигатель не найдёт применения. В ТРД для сжатия воздуха
служит компрессор, и конструкция двигателя во многом зависит от типа
компрессора. Существует двигатели с осевым и центробежным компрессором,
осевые компрессоры могут иметь спасибо за пользование нашей системой
меньшее или большее число ступеней сжатия, быть одно-двухкаскадными и т.д.
Для приведения во вращение компрессора ТРД имеет газовую турбину, которая и
дала название двигателю. Из-за компрессора и турбины конструкция двигателя
оказывается весьма сложной.
Значительно проще по конструкции безкомпрессорные воздушно-реактивные
двигатели, в которых необходимое повышение давления осуществляется другими
способами, которые имеют названия: пульсирующие и прямоточные двигатели.
1. В пульсирующем двигателе для этого служит обычно клапанная решётка,
установленная на входе в двигатель, когда новая порция топливно-воздушной
смеси заполняет камеру сгорания и в ней происходит вспышка, клапаны
закрываются, изолируя камеру сгорания от входного отверстия двигателя.
Вследствие того давление в камере повышается, и газы устремляются через
реактивное сопло наружу, после чего весь процесс повторяется.
2. В бескомпрессорном двигателе другого типа, прямоточном, нет даже и этой
клапанной решётки и давление в камере сгорания повышается в результате
скоростного напора, т.е. торможения встречного потока воздуха,
поступающего в двигатель в полёте. Понятно, что такой двигатель способен
работать только тогда, когда летательный аппарат уже летит с достаточно
большой скоростью, на стоянке он тяги не разовьет. Но зато при весьма
большой скорости, в 4-5 раз большей скорости звука, прямоточный двигатель
развивает очень большую тягу и расходует меньше топлива, чем любой другой
"химический" реактивный двигатель при этих условиях. Вот почему
прямоточные двигатели.
Особенность аэродинамической схемы сверхзвуковых летательных аппаратов с
прямоточными воздушно-реактивными двигателями (ПВРД) обусловлена наличием
специальных ускорительных двигателей, обеспечивающих скорость движения,
необходимую для начала устойчивой работы ПРД. Это утяжеляет хвостовую часть
конструкции и для обеспечения необходимой устойчивости требует установки
стабилизаторов.

Добавить про пороховые, ядерные и электрические
III.Особенности проектирования и созданиянен н не летательного аппарата.


Рассмотрим реактивного движения при разных скоростях возьмем два типа
реактивного движения: дозвуковое и сверхзвуковое. На любой скорости важную
роль играет аэродинамика летательного аппарата.
Аэродинамика - наука о движении тел в воздушной среде - является
теоретической основной авиации. Без успехов аэродинамики не возможно было
бы стремительное развитие авиации, столь характерное для нашего времени.
Но успехи аэродинамики были бы немыслимы без проведения экспериментальных
работ, в основе которых использование аэродинамических труб, позволяющих
производить моделирование полёта летательного аппарата с учётом теории
подобия, в результате чего испытуемое изделие закреплялось стационарно, а
воздушный поток набегал на него.
Это позволило инженерам решить сложные вопросы аэродинамики крыла,
оптимизировать формы фюзеляжа, решить проблемы штопора, флаттера, вопросы
преодоления вниз звукового барьера и многие другие, инженерные и научные
вопросы теории газодинамики. На лабораторной базе Центрального
аэрогидродинамического университета (ЦАГУ) проводились основные
исследования, в том числе и реактивных двигателей (вернее их масштабных
моделей) при дозвуковом и сверхзвуковом набегающем потоке. Результатами
этих работ явились научные труды, позволившие оптимальным образам выбирать
характеристики двигателей их компоновку и положение на корпусе фюзеляжа и
многое другое. Таким образом, в результате проектных и экспериментальных
работ определялся общий вид летательного аппарата.
Но важной особенностью проектных работ являлось выбор двигательной
установки, позволившей выполнять изделию заданные технические
характеристики. Конечно, на самом деле вопросы выбора двигателя в истории
развития авиационной технике шли как бы поэтапно от простого к сложному и
соответственно более совершенному, не уменьшая надёжности. Это на
современном этапе развития техники мы можем более грамотно (из имеющегося)
выбирать компоновку летательного аппарата в соответствии с требуемыми
задачами. Поэтому конструктора всегда учитывают особенности двигателей при
разных скоростях.

В этих случаях Реактивные двигатели (прямоточные, турбореактивные)
используют для своей работы кислород воздуха, поступающий из
воздухозаборников, установленных на летательном аппарате.
Размеры воздухозаборных устройств, их число, характер расположения, режимы
работы существенно изменяют условия обтекания и аэродинамические свойства
летательного аппарата, что в свою очередь влияет на тяговые и экономические
характеристики двигателей.
Для обеспечения наименьших потерь полного давления и создания тем самым
лучших условий работы двигателей воздухозаборные устройства должны
размещаться на летательном аппарате так, чтобы они не затенялись крыльями,
оперением и другими впихните свой лицо выступающими частями, т.е. чтобы в
зоне входа в воздухозаборное устройство поток испытывал как можно меньшие
возмущения
С этой целью нежелательно размещать воздухозаборное устройство вблизи
поверхности корпуса на большом удалении от носовой части, если входной
канал оказывается в зоне пограничного слоя с достаточно большой толщиной и
поступающий воздух будет иметь большие потери полного давления
Вид аэродинамической схемы летательного аппарата с реактивным двигателем
зависит от расположения воздухозаборных устройств. При большом удалении
воздухозаборника от носовой части летательного аппарата перед входом в него
должны быть предусмотрены устройства для отсоса пограничного слоя. Возможно
вынесение входного сечения воздухозаборника за пределы пограничного слоя.
Всё это предотвращает срыв потока воздуха и улучшает характеристики работы
воздухозаборников.
С целью снижения потерь давления воздуха, поступающего в двигатель, и
повышения эффективности его работы воздухозаборные устройства вместе с
двигателями могут располагаться в виде гондол на крыльях или специальных
пилонах. В этом случае для повышения устойчивости и улучшения управляемости
предусмотрено хвостовое оперение.





Реферат на тему: Руки человека
--1--
Некогда, миллионы лет назад, конечность обезьяны в процессе эволюции
преобразилась в человеческую руку. С тех пор человек имеет в своем
распоряжении сложнейший по своему устройству инструмент, творческие
возможности которого безграничны. В тончайшей игре и слаженном
взаимодействии с мозгом этот инструмент, который Иммануил Кант назвал
«орудием духа», познает мир и придает ему новые очертания. Чем бы ни были
заняты наши руки - жонглируют ли они шарами, месят ли тесто, дирижируют ли
оркестром или вырезают из дерева игрушку для ребенка, - движения их точны и
совершенны. Секрет невоспроизводимости человеческой руки, ее превосходства
над любыми копиями заключен в человеческом мозге, который управляет
механизмами моторики, одновременно обрабатывая данные, поступающие от
органов
Человек не задумывается над тем, как он ходит. С тем же привычным
автоматизмом он пользуется рукой как инструментом. Однако достаточно хоть
раз обратить внимание на многообразие функций, которые выполняет наша
передняя конечность, чтобы понять, каким чудом природы мы наделены. Рука не
только хватает, поднимает, держит, бросает, ловит (этот ряд можно
продолжать до бесконечности), рука - это и уникальный орган осязания,
способный до мельчайших нюансов оценить поверхность и фактуру любого
предмета. Рука «видит» в темноте и «за углом» - то, что не лежит перед
глазами. Многие тысячи осязательных клеток и нервных окончаний на пальцах и
ладонях воспринимают и осваивают окружающее, передавая головному мозгу
важнейшую информацию о мире. В "увиденном» с помощью осязания неосвещенном
пространстве можно поймать мяч или проехать на велосипеде. Наши пальцы -
это высокочувствительный инструмент, прикосновения которого способны
передавать всю палитру эмоций. Одно прикосновение руки способно приласкать
и успокоить ближнего, а порою даже исцелить болезнь. Рука столь
чувствительна, что слепой на ощупь определяет достоинство той или иной
банкноты и с помощью пальцев читает шрифт Брайля. Вдоль бороздок на коже
пальцев находятся потовые поры, расположение которых и создает характерный,
неповторимый узор - знаменитый «отпечаток пальца». На кончике каждого
пальца - тысячи связанных с мозгом осязательных клеток, реагирующих на силу
давления, температуру, боль. Все нити управления и координации работы
пальцев, связок, суставов и костей ведут в мозг. Приблизительно треть
мозговых центров, от-
--2--
вечающих за наши движения, непосредственно связана с руками. Что же
касается ноги, инструмента для наших обезьяньих предков не менее важного,
то для нее в мыслительном аппарате отведено места не больше, чем всего для
двух пальцев руки. Работа руки контролируется также зрением: глаза играют
важную роль в ситуациях, когда надо взять предмет и найти для него новое
место.
Насколько тонко взаимодействуют двигательный аппарат и наши чувства,
показывают опыты, проведенные канадскими исследователями. Участники
эксперимента при помощи большого и указательного пальцев поднимали разные
по весу и фактуре цилиндры. Выяснилось, что сила хватки в равной степени
зависит как от веса, так и от фактуры.
Рука человека с самого рождения обладает большой физической силой.
Младенцы, которым всего несколько дней, способны удерживать собственный
вес. Самые сильные пальцы -указательный, средний и безымянный. Чем ближе
они пригнуты к ладони, тем сильнее, благодаря короткому рычагу, оказывается
хватка. Среди множества рекордов, которые поставлены при помощи руки, есть
и весьма необычные. Некий англичанин, к примеру, перенес в руках
четырехкилограммовый кирпич на расстояние 99,4 километра. Один австриец
прошел на руках за 55 дней 1400 километров от Вены до Парижа. Его
соотечественник одним пальцем протащил на три метра нагруженный пивом
тринадцатитонный грузовик с двумя водителями.
Хватательный рефлекс восходит ко временам, когда прачеловеческие
детеныши держались за шерсть матери. Пять вытянутых пальцев выдерживают
нагрузку в 57 килограммов, а согнутые пальцы - и гораздо большую.
Другая исследовательская группа, из немецкого города Киля, пришла к не
менее интересному выводу: всякое хватательное движение делится на два
компонента - приближение к предмету и его захват, причем обе программы
управляются мозгом совершенно независимо друг от друга. В принципе,
существуют два основных типа движений рук. Первый тип — это такие движения,
которые управляются при помощи обратной связи. К ним относятся всевозможные
филигранные операции, производимые рукой. Второй тип - это баллистические
движения, которые разворачиваются как бы по готовой про-

--3--
грамме. Такие движения очень быстры, но модифицировать их трудно, и они не
отличаются стопроцентной точностью - когда, например, мы ловим мяч или
наносим удар. Этим движением кошка ловит птицу. От ста до двухсот
миллисекунд требуется на то, чтобы программа движения сформировалась в коре
головного мозга, была передана мускулам и привела их в действие. Поэтому
кошка и выбрасывает лапу туда, где ожидает появления птицы, лишь через
двести миллисекунд. Для того чтобы вносить последние коррективы в эту
программу, кошка наделена еще и «суперскоростной связью» между лапой и
глазом.
Права ли правая рука?
Структура нашего мозга активнейшим образом влияет и на то, какой рукой
мы предпочитаем действовать. Правое, «творческое», полушарие управляет
левой рукой. Возможно, поэтому многие великие художники - левши. В списке
великих левшей мы находим имена Леонардо да Винчи, Микеланджело, Гольбейна
и более близких к нам по времени Пауля Клее, Пабло Пикассо, Чарли Чаплина,
Пола Маккартни. Уже Платон и Руссо боролись за узаконение прав левой руки,
но и они не победили укоренившегося предрассудка: «правый» - синоним слов
«правильный, хороший», верно то, что сделано правой рукой. «Левый» же,
наоборот, во многих языках, религиях и культурах- «нечестный»,
«нечестивый», левша подчас вообще «посланник дьявола». Как показывают труды
российских и английских ученых, анализировавших срезы и сколы древних
каменных орудий, homo sapiens уже более двух миллионов лет назад был
правшой. Это подтверждают данные и других исследований. Животные, выполняя
сложные движения лапами, тоже тяготеют к односторонности. Если, например,
положить полоску бумаги на голову жабе буфо буфо, то она постарается
спихнуть ее правой лапкой. Курица разгребает землю в поисках зерен правой
ногой. В какой степени предрасположенность к ведущей роли той или другой
руки передается по наследству, пока точно не установлено. Канадские ученые
пришли к выводу, что леворукость передается по линии матери, но при этом,
если оба родителя — левши, ребенок обычно рождается правшой. Причиной
левосторонности может быть и различная степень развития полушарий мозга.
Среди левшей особенно много людей тех профессий, для которых нужны
творческие, ассоциативные способности, определяемые правым полушарием. По
статистике, среди талантливых выпускников
--4--
университетов левшей в два раза больше, чем в среднем среди всего
населения. Криминалистика тоже не обходит стороной эту тему. Не только
«король револьвера» Билли Кид любил стрелять левой рукой; по статистике,
среди малолетних преступников левшей вдвое больше, чем тех, кто орудует
правой. Среди людей, страдающих заиканием, ночным недержанием мочи, среди
шизофреников и умственно отсталых левшей также несоразмерно много. По-
видимому, обе крайности - гениальность и помешательство - чаще встречаются
у левшей.
Эволюция человеческой руки
Животные вообще тяготеют к односторонности, однако среди обезьян в
равной степени представлены правши и левши. Но в неволе большинство из них
предпочитают правую, видимо, «обезьянничают», наблюдая за людьми. Тот, кому
в зоопарке приходилось внимательно наблюдать повадки шимпанзе, орангутангов
и горилл, наверняка поражался их сходству с поведением человека. Оно
особенно наглядно проявляется в движениях рук, когда обезьяна ест банан,
чешется, ласково берет за руку партнера. Обезьянья лапа и человеческая рука
демонстрируют при этом практически одинаковую сноровку, даже когда речь
идет о самых сложных движениях. Именно с появлением первых приматов около
шестидесяти миллионов лет назад начинается история человеческой руки.
Однако исходная форма нашей передней конечности была создана гораздо
раньше: возраст нужно отсчитывать, начиная с рыбьего плавника с пятью
лучами. Древний сородич сегодняшней двоякодышащей рыбы отправился на
завоевание суши более трехсот пятидесяти миллионов лет назад. Он стал общим
прапредком амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Многие позвоночные до
сих пор сохранили пятипалые конечности.
Эволюцию руки обезьяны и человека предопределило, по-видимому, то, что
наши предки должны были приспособиться к жизни на деревьях. Приматам нужна
была лапа, способная не только отталкиваться от земли при беге. Они должны
были научиться сгибать пальцы, чтобы цепляться за ветки и лазить по ним.
Так у наших предков сформировалась необычная конечность с длинными
пальцами, практически каждый из которых может двигаться независимо от
остальных. А для того чтобы рука не соскальзывала с ветки, на ладони
выработался рельеф, вроде того, что есть на автомобильной шине. Эта система
бороздок на подушечках пальцев образует неповторимый рисунок.
--5--
Практическое ее назначение в том, чтобы увеличивать силу трения. Кроме
того, бывшие обитатели деревьев получили дополнительное «сцепляющее
средство» — это пот на стопах и ладонях. Он выделяется особенно активно в
моменты опасности. Когда наши ладони и стопы потеют от волнения или
стресса, это не что иное, как древнейший рефлекс, реакция на экстремальную
ситуацию при подготовке к побегу, охоте, борьбе. К колебаниям температуры
пот на ладонях и стопах не имеет никакого отношения: ведь даже в очень
сильную жару во время сна руки и ноги никогда не потеют. А после
пробуждения должно пройти некоторое время, прежде чем «смазка» начнет
вырабатываться, поэтому многие обезьяны сразу после сна лазают по деревьям
с чрезвычайной осторожностью.
Универсальный язык жестов
С точки зрения зооморфологии, существенных различий между возможностями
человеческой руки и лапой обезьяны нет. Человек берет мелкий предмет
кончиками большого и указательного пальцев, и шимпанзе делает точно так же,
но чуть более неуклюже,- вот и вся разница. Однако если перечислить все,
что может человеческая рука помимо хватания, станет ясно, насколько далеко
мы ушли от своих лазающих по деревьям предков. Красноречивее всего об этом
свидетельствует язык, на котором разговаривают глухонемые, — язык жестов. В
этом языке руки полностью берут на себя функции звучащей речи. Но и просто
разговаривая друг с другом, мы все равно помогаем себе руками. Жест, как
правило, сопутствует словесному объяснению. Попробуйте, например, объяснить
ребенку, что такое винтовая лестница, и вы увидите, как ваша рука начнет
энергично рисовать в воздухе петли серпантина. Речь и жестикуляция прочно
связаны в нашем мозге. Люди, которым во время эксперимента запрещалось
сопровождать беседу движением рук, говорили гораздо менее отчетливо, вяло,
с трудом формулировали мысль и путали отдельные понятия.
Активная жестикуляция - незаменимый помощник речи, когда оратору
приходится выступать на почтительном расстоянии от публики. Поэтому актеры
на сцене жестикулируют гораздо активнее, чем в кино. Адольф Гитлер брал в
двадцатые годы уроки у актера Базиля, игравшего в придворном театре
героические роли. Вероятно, у него будущий фюрер научился простирать руки к
слушателям и привлекать их скорее жестами,
--6--
чем аргументами. Жесты выдают человека, когда он лжет. Зрители, которым
было дано задание выражать восторги по поводу заведомо беспомощного фильма,
разоблачали себя скудостью и невыразительностью жестикуляции. По некоторым
независимым от слов движениям, вроде постукивания пальцами по столу, мы
можем судить о внутреннем состоянии собеседника, угадываем исходящую от
него доброжелательность или угрозу. Другие движения, например почесывание
затылка, свидетельствуют о нехватке слов или смущении говорящего. Может
быть, в этом жесте заложена также подсознательная попытка стимулировать
мозг. Этими вопросами занимается психология жестов. Она, однако, совершенно
бессильна перед загадкой того, как именно мозг контролирует движения рук и
включает их в контекст поведения и речи. Получается, что мы приблизительно
представляем себе связь моторики с абстрактным мышлением и осязанием, но
как и благодаря чему действует эта связь - остается для нас тайной за семью
печатями.
Все дороги ведут в мозг
Обычное действие, для которого предназначена человеческая рука, - взять
нужный предмет и перенести его в другое место. Но какие гигантские
достижения эволюции, какие усилия природы вложены в это естественное,
подчас неприметное действие, стало очевидно лишь при первых попытках
сделать руку-робот. «То, что для руки простейшая задача, для нас пока
недостижимая вершина», - признается Ф. Пфайфер, научный сотрудник
Технического университета в Мюнстере. Его лаборатория сконструировала руку
с четырьмя пальцами, которая приводится в действие гидравлическим
устройством и даже может ухватить такой хрупкий предмет, как яйцо. Но для
этого движение каждого пальца нужно заранее программировать в зависимости
от размера и формы яйца. Малейшая неточность - и катастрофа неизбежна!
Взять стакан с водой и поставить в нужное место - для робота это пока очень
сложно. Он не в силах переместить предмет в пространстве так же быстро,
точно, осторожно, как это постоянно делает человек (и уж просто невозможно
научить робота жонглировать!). Ни один из созданных по сей день роботов не
в состоянии оценить, какова поверхность предмета - гладкая или шероховатая,
горячая или холодная, жесткая или мягкая. Из двухсот с небольшим костей,
поддерживающих нашу «водянистую» плоть, больше четверти - 54 - приходится
на обе
--7--
руки. За легкостью игры пианиста стоит слаженное взаимодействие 15
ореховидных, шарнирных и седловидных суставов. Однако точность этих
действий определяется не только отлаженной механикой. Тайна совершенства
человеческой руки - в неразрывной связи с мозгом. Там сходятся все нити,
управляющие прекрасно сработавшимся оркестром пальцев, сухожилий, мускулов
и костей. Именно мозга не хватает роботу. Наверное, при больших затратах
технически возможно создать робот с механическими возможностями, как у
человеческой руки. Но даже идеальный робот не сможет чувствовать,
жестикулировать, включаться в общение. Так что все эксперименты с
искусственной рукой служат в конечном счете лишь тому, чтобы доказать: в
мире человеческой цивилизации рука может сделать почти все. Кроме самой
руки...







Новинки рефератов ::

Реферат: Чиновничество в России. XIX век (История)


Реферат: Конституционное право Российской Федерации (шпаргалка) (Право)


Реферат: Пражская наступательная операция Великой Отечественной войны (История)


Реферат: Основные черты и значение "Серебряного века" для культуры России (Культурология)


Реферат: Теория Графов (Математика)


Реферат: Аналогово-цифровой преобразователь (Радиоэлектроника)


Реферат: "Древняя Русь и Великая Степь" по книге Л.Н. Гумилева "Древняя Русь и Великая Степь" (История)


Реферат: Общероссийские классификаторы (Менеджмент)


Реферат: Минимизация функций алгебры логики (Математика)


Реферат: Летний Сад (памятники Санкт-Петербурга) (Архитектура)


Реферат: Эллинизм и его историческая роль (Искусство и культура)


Реферат: Духовный мир и быт в эпоху реформ (1991-1997) (История)


Реферат: Договор долевого строительства (Право)


Реферат: Коллектив (Психология)


Реферат: Нотариальное удостоверение и государственная регистрация сделок (Гражданское право и процесс)


Реферат: Театр марионеток (Искусство и культура)


Реферат: Христианство и культура Киевской Руси (Культурология)


Реферат: Заселение Владимиро-Суздальской земли славянами. Образование великорусской народности (Государство и право)


Реферат: Доверительное управление имуществом (Гражданское право и процесс)


Реферат: Кабинетная система в условиях разноуровневого обучения (Педагогика)



Copyright © GeoRUS, Геологические сайты альтруист