Итак, есть флаг — В1. Он свисает под действием силы тяжести, или веса. Нужно ввести вещество В2, которое через поле П компенсирует вес флага и заставит его гордо реять над бастионом. Иными словами, нужно реализовать схему:
Простейшее поле — механическое. Его можно создать, если привязать, например, к флагу резинку или веревочку и дергать их из-за кулис.
Такой вариант для серьезного театра, конечно, не годится.
Механическое поле можно создать потоком воздуха под давлением. Мощный вентилятор не подходит. Поток воздуха должен создаваться возле самого флага. Ресурсы — сам флаг, точнее, древко и полотнище. Их и используем. Древко можно сделать пустотелым — из трубы — и подавать через него воздух. Для выхода воздуха сделаем в трубе в сторону полотнища два ряда отверстий (рис. 13.1).
Если воздух будет все-таки свистеть, выходя из флагштока, пропустим его через полотнище флага. Для этого в полотнище можно вшить трубки и подсоединить их к пустотелому флагштоку. Реактивная сила истекающего воздуха заставит флаг подняться. Что, большой расход воздуха? Критику признаем справедливой. Вторые концы трубок закрываем наглухо. А чтобы флаг «трепетал», будем менять давление воздуха.
Другое решение получается, если использовать электрическое поле, точнее, электростатическое. В основе физического явления — взаимодействие зарядов. Одноименные заряды, как известно, отталкиваются, разноименные — притягиваются. Значит, можно наэлектризовать полотнище флага зарядом одного знака, а сверху, над флагом, повесить пластину, заряженную противоположным знаком. Знаете ли вы, кстати, о существовании электретов — пленочных материалов, на поверхности которых имеется избыток зарядов?!
Магнитное поле тоже позволяет получить неплохой вариант. Чтобы флаг отзывался на действие магнитного поля, он должен быть пропитан ферромагнетиками, например покрашен краской с примесью железа. Можно вшить полоску железной фольги в верхнюю часть флага, а магнит расположить сверху, над сценой.
Электромагнитное поле позволяет реализовать все предыдущие варианты с магнитами, но размеры магнита при этом получаются значительно меньше. Проще всего управлять полем, изменяя силу тока в обмотках магнита.
Химическое поле использовать в этой задаче практически невозможно, акустическое — тоже. Можно попробовать применить тепловое поле — создать поток теплого воздуха, который поднимет флаг. Но этот вариант дорогой.
Красивое, но технически сложное решение предлагает оптическое поле: методами голографии создать видимость флага.
На этом, пожалуй, перебор вариантов заканчивается. Попробуем оценить и обобщить ход решения.
В гл. 11 мы говорили об автономной минимально работоспособной технической системе и о ее составе — рабочем органе, источнике энергии, трансмиссии и органе управления.
Сейчас мы тоже создаем новую автономную работоспособную техническую систему. В качестве рабочего органа в ней выступает флаг, его «работа» — трепетать на сцене. Что же мы с вами делали? Искали ПД — принцип действия системы, и ФЭ — физический эффект, с помощью которого этот принцип действия можно реализовать. При этом поле, которое создавалось в результате действия физического эффекта, выполняло роль источника энергии, а элемент, через который оно воздействовало на флаг, — роль трансмиссии. Не очень понятно? Давайте еще раз, например с электростатическим полем.
Пластинка с зарядами, которая висит над сценой, — это источник поля (энергии). Чтобы флаг на него «отзывался», на нем тоже должны быть заряды, крепко связанные с полотнищем флага. Вот эти-то заряды и будут выполнять роль трансмиссии: передавать энергию поля полотнищу!
При этом становится понятным необходимость соблюдения закона о свободном проходе энергии через все элементы системы, а также его следствие: чтобы управлять системой, можно изменять любой из ее элементов.
Как это выглядит на схеме? Поле зарядов пластины (Пэл) воздействует на заряды на флаге (В2), которые воздействуют на полотнище флага В1.
По закону Кулона сила взаимодействия между зарядами прямо пропорциональна произведению величин зарядов, диэлектрической проницаемости пространства между ними и обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами:
ebooksa