Site Loader

Содержание

Чем опасна смена магнитных полюсов Земли — Российская газета

Среди глобальных угроз человечеству замаячила еще одна. В последнее время все чаще ученые говорят о смене «прописки» магнитных полюсов. И если южный уже много лет стабильно движется со скоростью около 10 километров в год, то северный, который ранее перемещался с такой скоростью, сейчас резко прибавил и достиг 65 километров в год. Но самое тревожное, что эта скорость только нарастает. Полюс уже вышел за пределы 200-мильной зоны Канады и уверенно движется к российскому арктическому побережью. Если ничего не изменится, северный магнитный полюс через 50 лет достигнет архипелага Северная Земля.

А в перспективе может произойти инверсия южного и северного магнитных полюсов. Существует мнение, что в момент смены полярности резко падает напряженность магнитного поля Земли. А вот это уже тревожно. Дело в том, что может вообще исчезнуть магнитная защита планеты от потока ионизированных частиц, идущих от Солнца. И хотя прежняя напряженность поля восстанавливается, по геологическим меркам, очень быстро — за первые десятки тысяч лет, этого вполне достаточно, чтобы на Земле погибло все живое. Некоторые ученые считают, что именно инверсии магнитного поля были много лет назад одной из причин массовых вымираний.

— Сегодня наука знает, что в истории Земли инверсии происходили сотни раз, — сказал корреспонденту «РГ» кандидат физико-математических наук Владимир Павлов из Института физики Земли РАН. — Причем в этом явлении нет никакой явной периодичности. Были периоды стабильности и в 20 миллионов лет, и в 40, и даже в 70 миллионов, а были, когда полюса менялись местами через 30-40 тысяч лет. Правда, за последние несколько миллионов лет частота инверсий составляла 4-5 раз за один миллион лет, то есть в среднем каждые 200-250 тысяч лет. В то же время ближайшая к нам смена произошла около 780 тысяч лет назад.

Такая задержка — повод для тревоги. Может, смена полюсов должна вот-вот произойти. По словам Павлова, сегодня никто не может дать однозначного прогноза, так как поведение полюсов трудно предсказуемо. Нельзя сказать, что инверсия явно назрела и вот-вот должна «выстрелить».

Инверсии магнитного поля Земли много лет назад могли быть причиной массовых вымираний

В то же время есть тревожные тенденции. Известно, что в периоды инверсий напряженность магнитного поля Земли падала в 8-10 раз ниже нормы. И сейчас она стабильно падает, за последние 150 лет примерно на 10 процентов. Это дает повод задуматься, а может, инверсия действительно надвигается. Но есть и противники того, что мы на пороге ближайшей инверсии. Они согласны, что сейчас напряженность стремительно падает, но ранее был подъем, то есть процесс циклический. Поэтому волноваться, видимо, не стоит. Словом, сегодня наука не имеет достаточно данных, чтобы предсказать, когда произойдет очередная инверсия. Но каковы причины этого необычного явления?

— Смещение полюсов связано с процессами, которые протекают в недрах планеты, — говорит Павлов. — Как известно, у Земли есть твердое внутреннее ядро и внешнее, состоящее из жидких металлов. Их движение создает электрический ток, а он в свою очередь порождает магнитное поле планеты. Как в этой системе происходит инверсия полюсов, пока у науки нет полной ясности. Поэтому сложно делать какие-либо прогнозы о сроках инверсий. Одно можно сказать точно: в ближайшее время ничего страшного не случится. Ведь переполюсовка — процесс очень долгоиграющий, длится несколько тысяч лет. Так что и мы с вами, и наши дети, и внуки его вряд ли ощутят.

Но чего ждать потомкам? Не обрушатся ли на них вместе с инверсией полюсов вселенские катастрофы? Ученые отмечают, что хотя Земля пережила множество инверсий, никакими заметными катастрофическими последствиями на планете они не отметились. И в биосфере каких-либо массовых вымираний, которые бы оставили свой след в истории, не выявлено.

Конечно, сегодня ситуация несколько иная. Ведь человек создал мощную техносферу, крайне чувствительную к различным природным катаклизмам. Поэтому при инверсии полюсов совсем не исключен коллапс электросистем со всеми вытекающими отсюда неприятностями для многих технических систем. Кроме того, ослабление магнитного поля, которое защищает планету от солнечной радиации, все же может существенно сказаться на человечестве. Но к тому времени наверняка наука создаст эффективные методы защиты.

Справка «РГ»

1 июня 1831 года английский ученый Джеймс Росс в Канадском архипелаге открыл магнитный полюс Северного полушария. Здесь магнитная стрелка занимает вертикальное положение, то есть магнитное наклонение равно 90 градусам. В 2005 году сотрудник канадского министерства природных ресурсов Ларри Ньюит заявил, что северный магнитный полюс Земли, примерно с начала XVII века располагавшийся подо льдами в границах нынешней канадской Арктики, вышел за пределы 200-мильной зоны Канады. По некоторым прогнозам, если сохранится нынешнее направление и скорость, полюс может достичь побережья России к середине этого века.

Магнитные бури: природа и влияние на человека. Справка

Пик активности Солнца во время предыдущего солнечного цикла пришелся на 2001–2002 годы, когда солнечные ветры исходили с поверхности нашего светила почти постоянно, а солнечные пятна достигли своего максимума. Тогда же специалисты отмечали и крайне неблагоприятные последствия активности и для нашей планеты – электронное оборудование давало сбои, спутники на орбите работали с ошибками.

Самая мощная за всю историю наблюдательной астрономии вспышка произошла 4 ноября 2003 года. Ее энергии, как показали расчеты, могло бы хватить для снабжения электричеством такого города, как Москва, в течение 200 млн. лет.

Влияние магнитных бурь на жизнь и здоровье людей

Геомагнитные бури оказывают влияние на многие области деятельности человека, из которых можно выделить нарушения связи, систем навигации космических кораблей, возникновение поверхностных зарядов на трансформаторах и трубопроводах и даже разрушение энергетических систем.

Магнитные бури также оказывают влияние на здоровье и самочувствие людей. Они опасны в первую очередь для тех, кто страдает артериальной гипертонией и гипотонией, болезнями сердца. Примерно 70% инфарктов, гипертонических кризов и инсультов происходит именно во время солнечных бурь.

Магнитные бури нередко сопровождаются головными болями, мигренями, учащенным сердцебиением, бессонницей, плохим самочувствием, пониженным жизненным тонусом, перепадами давления.  Ученые связывают это с тем, что при колебаниях магнитного поля замедляется капиллярный кровоток и наступает кислородное голодание тканей.

В 1930-х годах в Ницце (Франция) случайно было замечено, что частота инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастала в дни, когда в работе местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения вплоть до полного прекращения связи. Впоследствии было установлено, что нарушения телефонной связи происходят во время магнитных бурь. На этом основании и был сделан вывод, что инфаркты и инсульты, как и сами срывы телефонной сети, связаны с магнитными бурями.

Острые споры вызывал в свое время вопрос о влиянии солнечной активности на возникновение несчастных случаев и травматизма на транспорте и в производстве. На это впервые указал еще в 1928 году Александр Чижевский, а в 1950-х годах немецкие ученые Рейнхольд Рейтер и Карл Вернер из анализа около 100 тысяч автокатастроф установили их резкое увеличение на второй день после солнечной вспышки. Позже российский судебный медик из Томска Владимир Десятое обнаружил резкое возрастание числа самоубийств (в 4 ‑ 5 раз по сравнению с днями спокойного Солнца) также на вторые сутки после вспышки на Солнце. А это как раз соответствует началу магнитных бурь.

Негативному воздействию магнитных бурь подвержены по разным данным от 50 до 75% населения Земли. При этом момент начала стрессовой реакции может сдвигаться относительно начала бури на разные сроки для различных бурь и для конкретного человека. Многие люди начинают реагировать не на сами магнитные бури, а за 1-2 дня до них, т.е. в момент вспышек на самом Солнце.

Также замечено, что до 50% населения планеты способны к адаптации, т.е. к уменьшению до нуля реакции на подряд идущие друг за другом несколько магнитных бурь с интервалом 6‑7 дней, и что молодые люди практически не ощущают воздействия магнитных бурь.

У теории влияния магнитных бурь на человека есть противники, которые придерживаются того мнения, что гравитационные возмущения, связанные с изменением взаимного расположения Земли, Луны и планет солнечной системы, неизмеримо малы в сравнении с теми, которым люди подвергаются в обычной жизни (тряска, ускорения и торможения в общественном транспорте, резкий спуск и подъем и т.д.).

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

новые данные, новые сомнения • Светлана Ястребова • Новости науки на «Элементах» • Нейробиология, Физика

Сообщения об обнаружении магниторецепции у людей неизменно вызывают большой интерес не только среди ученых, но и в СМИ. Так было и на этот раз, когда в марте вышла статья американо-японской группы ученых под руководством Джозефа Киршвинка. Однако наличие этого «шестого чувства» у Homo sapiens надо еще подтвердить, а также выявить его механизмы. В связи с этим полезно вспомнить, что вообще мы знаем о магниторецепции и видел ли хоть кто-то обеспечивающие ее клетки. Исследований на эти темы достаточно, и полученные данные часто противоречат друг другу — но тем интереснее.

Магнитное поле и человек

Джозеф Киршвинк (Joseph Kirschvink) из Калифорнийского технологического института известен как автор гипотезы «Земли-снежка» (см. статью Сергея Ястребова Кислородная революция и Земля-снежок), согласно которой поверхность нашей планеты несколько раз покрывалась льдом, что приводило к экологическим катастрофам. Менее известна другая заслуга Киршвинка: он открыл магнитофоссилии (см. Magnetofossil) — ископаемые остатки жизнедеятельности бактерий, чувствительных к магнитному полю Земли. Такие микроорганизмы (это не систематическая группа, а скорее «кружок по интересам») существуют и сейчас. Они определяют направление линий магнитного поля, то есть способны к магниторецепции, благодаря кристаллам магнетита (Fe

3O4) внутри их клеток. Самым старым ныне известным магнитофоссилиям почти два миллиарда лет.

Помимо магниторецепции бактерии и другие организмы, известные примерно с того же времени и находящиеся приблизительно на том же уровне организации, обладают химическим чувством, термо-, фото- и механорецепцией. Аналогичные чувства — зрение, обоняние, ощущение температуры, прикосновений и т. д. — есть и у людей. Логично (по крайней мере, для Киршвинка) предположить, что столь древняя способность, как магнитное чувство, тоже сохранилась у 

Homo sapiens. Первые эксперименты по поиску магниторецепции у людей Киршвинк начал еще несколько лет назад (см. об этом: E. Hand, 2016. Maverick scientist thinks he has discovered a magnetic sixth sense in humans), и вот теперь вышла полноценная научная статья в рецензируемом журнале
eNeuro
(C. X. Wang et al., 2019. Transduction of the Geomagnetic Field as Evidenced from Alpha-band Activity in the Human Brain).

Для проверки предположения о магнитном чувстве у людей в одном из подземных помещений лаборатории Киршвинка собрали систему из катушек Мерритта (см. Merritt coil), ориентированных в одном из трех направлений (верх — низ, север — юг, восток — запад) и генерирующих магнитное поле с индукцией 35 микротесла (рис. 2). Это примерно соответствует величине индукции магнитного поля Земли в месте проведения экспериментов — городе Пасадена, штат Калифорния. От внешних электромагнитных полей установка была экранирована, так как располагалась в клетке Фарадея. Все предметы внутри клетки, кроме системы катушек и установки для регистрации электроэнцефалограммы (ЭЭГ), не могли намагничиваться: пол сделали из фанеры, а в деревянном кресле, на котором сидел испытуемый, содержащие железо болты заменили на латунные. «Комната» также была звукоизолирована, а испытуемые большую часть времени должны были сидеть, закрыв глаза.

Горизонтальную и вертикальную составляющие магнитного поля и направление его линий можно было менять. По предположению Киршвинка, детекция каких-то из этих изменений должна была отражаться на электрической активности головного мозга испытуемых, но совершенно не обязана достигать сознания. Простой способ оценить упомянутую электрическую активность — снять ЭЭГ у испытуемого, когда магнитное поле вокруг него неизменно и когда что-то происходит с различными составляющими его индукции.

Если поле постоянное, а не переменное, оно не должно оказать влияния на показания ЭЭГ-электродов. Этим фактом и воспользовался Киршвинк. Его испытуемые — 34 добровольца в возрасте от 18 до 68 лет (европейского, азиатского и африканского происхождения, а также коренные американцы) — по 7 минут сидели с закрытыми глазами в экспериментальном помещении. Никакого конкретного задания у них в этот момент не было. В течение семи минут направление вращения горизонтальной компоненты магнитного поля менялось около ста раз: его вектор время от времени разворачивали по часовой стрелке или против нее. Нечто похожее (в смысле воздействия магнитного поля на мозг — если оно есть) происходит при повороте головы влево или вправо, но в данном случае испытуемые не двигались. Направление вертикального вращения не меняли, так как серия предварительных экспериментов показала: электрическая активность мозга испытуемых из Северного полушария от этого никак не меняется. Поле все время было ориентировано вниз под углом 60–75° к горизонтали. Такое направление соответствовало направлению линий геомагнитного поля в регионах, где родились и выросли испытуемые. Были и моменты, когда искусственное магнитное поле отключали — в качестве контроля. Семиминутные испытания повторяли неоднократно в разные дни.

Во время спокойного бодрствования с закрытыми глазами, когда сознание не занято ничем конкретным, у многих людей на электроэнцефалограмме проявляется альфа-ритм — колебания частотой 8–13 герц и амплитудой 5–100 микровольт. Когда человек сосредотачивает внимание на какой-то поступающей информации, альфа-ритм сменяется другими, при которых электрическая активность клеток мозга менее синхронизирована, — например, бета-ритмом. Соответственно, если Homo sapiens обладают магниторецепцией, амплитуда альфа-колебаний должна падать в момент смены направления вращения магнитного поля.

Такая реакция действительно наблюдалась (на рис. 3 это можно увидеть после первой и третьей розовых линий, также это видно на видеоролике, прилагающемся к исследованию), но лишь у части испытуемых и только тогда, когда поле начинало вращаться против часовой стрелки. Но когда исследователи спрашивали их, чувствовали ли они какие-то изменения, и даже когда в отдельной серии опытов просили ради этого открыть глаза и специально следить за необычными ощущениями, люди давали отрицательный ответ. Иными словами, если магниторецепция у людей и есть, то с сознанием она не связана, а способности к ней у разных людей проявляются в разной степени.

Разумеется, магнитное чувство у людей искали и до того (см., например, A. Sastre et al., 2002. Human EEG responses to controlled alterations of the Earth’s magnetic field, а также новость Возможно, люди способны ощущать магнитное поле, «Элементы», 11.07.2011), но не находили. Киршвинк и соавторы считают, что дело в силе магнитных полей, использованных в опытах его предшественников: она в два и более раз превышала силу магнитного поля Земли. У многих ориентирующихся по геомагнитному полю животных магнитная чувствительность просто отключается, если величина индукции превышает некий допустимый предел, и это позволяет таким животным не заблудиться, а переключиться на ориентацию по другим системам координат. К тому же 15–20 лет назад данные электроэнцефалограмм обрабатывали другими методами, не способными выявить некоторые важные для исследования магниторецепции отличия. Киршвинк попробовал применить эти старые методы к своим новым данным, и свидетельства снижения амплитуды ЭЭГ при перемене направления вращения поля исчезли.

Железный компас?

Если результаты Киршвинка смогут воспроизвести другие коллективы, наличие магниторецепции у человека можно будет считать установленным. Но никуда не денется вопрос, что именно обеспечивает восприятие магнитных полей человеком. До самого недавнего времени считали, что магнитной чувствительностью обладают белки криптохромы, так как экспрессия человеческих версий этих молекул в теле дрозофил (а свои криптохромы у них при этом не работали) приводила к тому, что эти мушки различали сильно и слабо намагниченные части лабиринта (см. Возможно, люди способны ощущать магнитное поле, «Элементы», 11.07.2011). Однако результаты исследования Киршвинка свидетельствуют о том, что криптохромы тут ни при чем. Эти белки не чувствительны к полярности магнитного поля, а в проведенных экспериментах она оказывала влияние на электрическую активность головного мозга испытуемых.

Помимо криптохромов чувствительность к магнитному полю может обеспечивать магнетит (Fe3O4), его мы упомянули в самом начале. Это ферромагнетик, то есть вещество, в котором магнитные моменты атомов упорядочены и в отсутствие заметного магнитного поля. Их направление зависит от полярности такого поля (если оно имеется). Киршвинк и соавторы предполагают, что именно магнетит обеспечивал изменение ЭЭГ испытуемых при наличии магнитного поля. Однако на данный момент рецепторных структур в теле человека, несущих магнетит, не нашли. Известно, что Fe3O4 в заметных количествах есть в мозжечке и в стволе мозга (см. S. A. Gilder et al., 2018. Distribution of magnetic remanence carriers in the human brain). Но это не рецепторы, и находятся они глубоко в толще тканей — в то время как магниточувствительные структуры логично было бы вынести ближе к поверхности, дабы повысить число доступных для их восприятия сигналов.

Впрочем, даже у организмов, которым давно и прочно приписали наличие магнитного чувства, не известно точное расположение магниторецепторов и их строение. Взять, например, голубей — птиц, в чьей способности находить дорогу по «магнитным координатам» никто не сомневается (см. новость Тройничный нерв играет определяющую роль в магнитной навигации птиц, «Элементы», 13.08.2018 и популярный синопсис У птичьего компаса обе стрелки синие к статье Д. А. Кишкинёв, Н. С. Чернецов, 2014. Магниторецепторные системы у птиц: обзор современных исследований). Долгое время считалось, что они делают это благодаря нескольким системам рецепторов и скоплений магниточувствительных молекул — видимо, криптохромам в сетчатке, клеткам с кристаллами магнетита в надклювье и еще каким-то структурам с кристаллами магнетита в лагене — конечном отрезке улитки внутреннего уха. Несколько исследований группы Фляйсснера и Вилчко (см., например, G. Fleissner et al., 2003. Ultrastructural analysis of a putative magnetoreceptor in the beak of homing pigeons) указывали на то, что в надклювье есть несколько групп богатых магнетитом клеток, каждая из которых связана со своей веточкой тройничного нерва. Наличие магниторецепторов в лагене выявили сравнительно недавно, в 2011 году, в лаборатории Дэвида Дикмана в Вашингтонском университете (L. Wu, J. D. Dickman, 2011. Magnetoreception in an Avian Brain in Part Mediated by Inner Ear Lagena).

Истинность обоих предположений подвергли сомнению сотрудники Дэвида Киза (David Keays) из Венского биоцентра. С помощью методов иммуногистохимии, молекулярной биологии и различных вариантов электронной микроскопии они пытались воспроизвести результаты Фляйсснера и Дикмана — и не смогли. В 2012 году в лаборатории Киза показали, что клетки с магнетитом в надклювье голубей не образуют никаких групп. Что еще интереснее, было установлено, что это вовсе не нервные клетки-рецепторы, а клетки иммунной системы — макрофаги (C. D. Treiber et al, 2012. Clusters of iron-rich cells in the upper beak of pigeons are macrophages not magnetosensitive neurons)! Вероятно, эти макрофаги активно поглощают и перерабатывают эритроциты, богатые железосодержащим белком гемоглобином, из-за чего в них самих накапливается железо. В принципе, обнаруженные группой Киза клетки могли бы фагоцитировать и магниторецепторы и поэтому содержать много железа, но эту версию пока никто не подтвердил.

Удар по магнетиту лагены был нанесен позже, в начале 2019 года (E. P. Malkemper et al., 2019. No evidence for a magnetite-based magnetoreceptor in the lagena of pigeons). На сей раз ученые из группы Киза изучали серии срезов внутреннего уха голубей с помощью рентгеновской флуоресцентной микроскопии (см. X-ray fluorescence) и трансмиссионной (просвечивающей) электронной микроскопии. Первая нужна была для выявления железа в лагене, вторая — в том числе для определения, где это железо находится: внутри клеток или вне их. Скоплений кристаллов магнетита не выявили ни в рецепторах лагены, ни в межклеточном пространстве, зато показали загрязнение образцов хромом и железом (рис. 4). Почти полное отсутствие железа в лагене голубей констатировали и за десятилетие до этого (то есть за пару лет до «открытия» магниточувствительности лагены), тогда применили масс-спектрометрию (Y. Zhao et al., 2009. Analysis of magnetic elements in otoliths of the macula lagena in homing pigeons with inductively coupled plasma mass spectrometry). Словом, существование всех возможных магниточувствительных структур у таких известных «навигаторов», как голуби, до сих пор под вопросом.

Кто видел магниторецепторы?

Возникает вопрос: хотя бы у какого-нибудь животного уже удалось достоверно обнаружить магниторецепторы? Увы, пока нет. Большие надежды в этом плане подавал популярный лабораторный объект, круглый червь Caenorhabditis elegans. У этого животного в зрелом возрасте всегда 302 нейрона, и найти в таком количестве клеток магниторецепторы значительно проще, чем в сотнях миллионов птичьих нейронов. Кроме того, C. elegans — единственный организм, для которого известен полный коннектом — все связи, образуемые всеми нервными клетками между собой. То есть в целом уже понятно, чем занимается каждый из этих трехсот с небольшим нейронов.

Андрес Видаль-Гадеа (Andrés Vidal-Gadea) в 2015 году показал, что две клетки C. elegans активируются, если на животное действует специально сгенерированное магнитное поле. Кроме того, червь роет вертикальные ходы в субстрате под определенным корректирующим углом к линиям поля, и этот угол зависит от того, как идут линии магнитного поля Земли на родине животного (см. A. Vidal-Gadea et al., 2015. Magnetosensitive neurons mediate geomagnetic orientation in Caenorhabditis elegans). Нейроны, которые Видаль-Гадеа заподозрил в магниторецепции, носят название AFD (Amphid neurons with finger-like (AfD) ciliated endings): один в левой части головы (AFDL), другой — в правой (AFDR). Ранее было известно, что они чувствительны к концентрации углекислого газа и температуре окружающей среды. Ученые проверили, как обращаются с магнитным полем C. elegans с мутациями в различных генах, активных в определенных чувствительных нейронах. Свое движение вниз в субстрате в поисках пищи с линиями магнитного поля не соотносили только животные с нарушениями экспрессии генов, активных лишь в AFD и более ни в каких других нейронах. Кроме того, в AFDL и AFDR повышалось содержание кальция при стимуляции магнитным полем, а в остальных нервных клетках — нет. Работу по обнаружению магниторецепторов у червя обнародовали еще на конференции Society for Neuroscience в 2013 году. Научную статью по ней хотели опубликовать в Nature, но по каким-то причинам не смогли. «Хватило» только на eLIFE, хороший научный журнал, но все-таки не настолько престижный.

Дэвид Киз и его сотрудники, в нашей истории уже не раз выступавшие в роли «разрушителей легенд», провел множество серий экспериментов в попытке воспроизвести результаты Видаля-Гадеа. Весной 2018 года были опубликованы итоги этих попыток (L. Landler et al., 2018. Comment on «Magnetosensitive neurons mediate geomagnetic orientation in Caenorhabditis elegans«). Поскольку AFD — терморецепторы и регистрируют колебания температуры в десятую долю градуса, австрийцы первым делом предположили, что эти нейроны ощущают не магнитные линии, а тепло, исходящее от генерирующих их катушек. Исследователи попробовали создавать магнитное поле точно такими же катушками, как у Видаля-Гадеа, но оборачивать эти катушки так, чтобы минимизировать распространение тепла от них. Выяснилось, что при дополнительной изоляции черви не ориентируются на линии магнитного поля и не приближаются к магнитам — и это несмотря на то, что поле в экспериментах было в 8000 раз мощнее, чем магнитное поле Земли. То есть такое сильное воздействие было бы сложно не заметить тем, кто реагирует на гораздо более скромные магнитные стимулы (при условии, что его система магниторецепции не отключается от таких зашкаливающих величин). Как-то учитывали эти линии в своих перемещениях только те животные, которых растили на среде с кристаллами магнетита — чего в природе, конечно, не бывает, а вот в результате лабораторного загрязнения такая обстановка может возникнуть.

На этом проблемы и оговорки не закончились. Киз подметил, что в исследовании группы Видаля-Гадеа для проверки направления рытья субстрата 50 червей запускали в один и тот же сосуд. Даже если животные не сталкивались друг с другом, они могли оставлять какие-то химические метки, влияющие на поведение следующих «испытуемых» — и заставляющие их рыть примерно в ту же сторону, что их предшественники. (Сам Киз использовал индивидуальный сосуд для каждого из полусотни своих C. elegans.) Наконец, нашлась несостыковка в поправках на линии магнитного поля Земли. По всей видимости, C. elegans не отличают верх от низа. В таком случае от угла наклона линий магнитного поля Земли к поверхности почвы зависит величина угла корректировки (рис. 5). Чем острее угол вхождения линий в землю (то есть чем ближе к экватору), тем больше должен быть угол корректировки. Поскольку разницы между верхом и низом для C. elegans нет, рядом с экватором в попытке углубиться в субстрат в половине случаев он будет, напротив, выползать на поверхность. А в высоких широтах величина угла корректировки может заставить животное двигаться как вниз, так и по горизонтали (опять же — куда не надо). Избежать этого можно, если ориентироваться на гравитационное поле Земли, то есть уметь различать верх и низ. Но в таком случае и завязанная на магниторецепции сложная система упреждения не нужна.

Интерес без «конфликта интересов»

Парадокс: магниторецепция у многих видов есть, и у человека, судя по последним данным, тоже может иметься. Исследований этого чувства немало. Однако чем больше их становится, тем будто бы сильнее всё запутывается: одни коллективы опровергают результаты других, открытия «закрываются»…

Эта «борьба» кажется утомительной — и одновременно очень интересной. Приятно, когда нет давления догм и когда каждый факт подвергается проверке. Изучение магниторецепции не относится к областям науки, влияющим на повседневную жизнь человека, и это прекрасно. Исследователи магнитного чувства могут (пока что, по крайней мере) не думать, как их открытия будут восприняты обществом, и познавать мир без оглядки на вольных и невольных недоброжелателей. Такой свободы хочется пожелать и всем остальным ученым.

Источник: Connie X. Wang, Isaac A. Hilburn, Daw-An Wu, Yuki Mizuhara, Christopher P. Cousté, Jacob N. H. Abrahams, Sam E. Bernstein, Ayumu Matani, Shinsuke Shimojo and Joseph L. Kirschvink. Transduction of the Geomagnetic Field as Evidenced from Alpha-band Activity in the Human Brain // eNeuro. 2019. DOI: 10.1523/ENEURO.0483-18.2019.

Светлана Ястребова

Вещие сны, откуда они?

Сновидения представляют собой не только яркие зрительные образы, но и набор других ощущений: тактильных, осязательных, обонятельных и слуховых. Отличительной особенностью сновидений является то, что увиденные в них события не происходят на самом деле, однако воспринимаются нами как абсолютная реальность. Ощущения бывают столь реалистичны, что наутро многие не могут понять, видели они какое-то событие во сне или наяву.

Отдельный разряд сновидений составляют вещие сны. Что же такое вещий сон? Вещим сном можно назвать сон, рассказывающий о событиях, которые еще не произошли. Собственно понять, что сон является вещим, можно лишь тогда, когда приснившаяся ситуация станет реальностью. Кроме того, есть сны, которые ни о чем не предупреждают, а являются, если так можно выразиться, откровением, раскрывающим некие неисследованные до сих пор тайны. Ярчайшим и доказанным примером является приснившаяся великому русскому химику таблица элементов, которая впоследствии получила его имя.

Рассматривая природу вещих снов, мы умышленно не будем рассматривать метафизические и оккультные теории. Они не содержат под собой никаких научных данных и являются лишь домыслами, не базирующимися на физиологии. Не будем мы рассматривать и религиозный аспект таких снов. Это работа священников, имамов, раввинов и других религиозных лидеровю Оставим в стороне и толкования снов при помощи сонников. Делать такие толкования – все равно, что производить нано-роботов при помощи топора, молотка и гвоздей-двухсоток. Дело в том, что у снов очень много нюансов, которые сонники, как правило, игнорируют. Также стоит обратить внимание на то, что в большинстве случаев сны – это просто сны, и в них не нужно искать глубокий смысл.

Все вещие сны можно разбить на несколько категорий:

  • Сны-решения. К этой категории можно отнести сны, «чудесным» образом дающие ответ на задачу, которую человек безуспешно пытался решить на протяжении дня или более долгого времени.
  • Сны-предупреждения о болезни. В этих снах мы получаем явные намеки на то, что уже больны или вот-вот заболеем какой-то болезнью, видимых проявлений которой у нас нет.
  • Сны, предсказывающие какие-либо жизненные ситуации.
  • Сны, в которых человек видит места, которых раньше никогда не видел.

Сны-решения

В народе говорят: утро вечера мудренее. Нашему народу в мудрости не откажешь. Действительно, многие из нас замечали, что проблема, которая вечером казалась сложной и непреодолимой, утром становится простой и разрешимой. Она больше не беспокоит. Как часто задача, которую не удавалось решить весь прошлый день, наутро вдруг получается с первого раза. Независимо от того, приходит решение явно в ночном сновидении, которое мы помним наутро или неявно, просто как утреннее просветление – это все является одним и тем же процессом.

Чтобы понять, в чем тут дело, нужно сначала рассмотреть процессы, происходящие в мозгу человека ночью.

Первый постулат будет звучать несколько парадоксально: мы мешаем нашему мозгу думать. Увы, это правда. Днем мозг должен обрабатывать множество сигналов от глаз, ушей, носа. Обработка внешних сигналов очень энергозатратна. Кроме того, мы постоянно пытаемся сами думать, и у нас это получается не всегда хорошо. Мозг должен координировать движения, поддерживать нас в вертикальном положении и пр. Это нам только кажется, что все происходит само собой, на самом деле ничего не случается с нами без участия нашего мозга. Когда мы спим, наш мозг проживает ситуации за прошедший день и обрабатывает их в несколько раз быстрее, чем он это сделал бы во время бодрствования тела. Мозг обрабатывает информацию и ищет пути решения проблем, он активно образовывает новые связи и стирает лишние данные, которые оказываются ненужным балластом и не приносят никакой пользы.

Вследствие такого процесса в мозгу возникают зрительные образы, соответствующие обрабатываемой информации. Именно таким образом в видении появляется решение задачи. Мозг, свободный от наших привычек или умственных шор, быстро находит правильное решение. Обязательной предпосылкой для решения задач таким образом является важность этой задачи для человека и количество времени, потраченное на ее решение до этого. Кроме того, нужно понимать, что мозг не черпает знания из некоего метафизического космоса. Чтобы найти решение, ему нужны знания, ваши знания. Нелепо ожидать, что во сне придет решение сложной теоремы высшей математики, если там нет необходимых для ее решения кирпичиков из начальной школы.

Предупреждения о болезни

Во время ночного сна мозг направляет во все наши органы огромное количество сигналов и обрабатывает ответы от разных органов. Это происходит каждую ночь, равно как каждую ночь организм сам себя ремонтирует. Такая диагностика позволяет выявить проблему, а будучи выявлена, она будет обработана мозгом и не исключено, что мозг сочтет ее настолько важной, что она появится в сновидении. Кроме того, может работать и другой механизм. Все мы люди, и всем нам страшно. Мы боимся заболеть, и это естественно. Однако у этих страхов есть одно важное следствие: мы склонны не замечать явных сигналов о наступлении или приближении заболевания. Мы трактуем сигналы организма как нам удобнее, а не как нужно. В этом плане во время сна мозг освобождается от наших страхов и, обнаружив болезнь, может подать явный сигнал, что на тот или иной орган нужно обратить повышенное внимание.

Такое предупреждение может проявляться в различных ощущениях. Нередко при проблемах легких нам во сне может казаться, что на нас кто-то сидит, при болях в каком-то органе кажется, что по нему кто-то бьет и т.п. Однако не все предупреждения могут быть столь явными, расшифровка некоторых предупреждений может быть непростой. И в любом случае нужно будет преодолеть собственный страх, иначе предупреждение будет отвергнуто.

Предсказания жизненных ситуаций

Умеем ли мы анализировать свою жизнь и события, произошедшие в ней? Опыт показывает, что нет. Мы совершенно не умеем держать в мозгу факты и подставлять их в нужные места картины мира. Мы неправильно интерпретируем события. Виной всему узость нашего мышления. В ночное время мозг действует намного эффективнее и с анализом фактов справляется намного лучше. Более того, он отлично строит прогнозы. Именно такие прогнозы, пришедшие к нам в виде ночных видений, и называются вещими снами.

Например, вы увидели во сне, что вас или другого сотрудника увольняют и скоро так и происходит. Такие события редко происходят ни с того ни с сего. За некоторое время до этого уже появлялись сигналы, которые говорили о близости подобной развязки: возникший конфликт, случайный разговор, совещание, косые взгляды, тайные отношения между сотрудниками, семейные неурядицы и многие другие вещи, которые мы не дали себе труда сложить в единую цепочку, однозначно могли указать на чье-либо увольнение. И мозг это понял, когда мы ему не мешали.

Сны-видения незнакомых мест

Нередко можно слышать о том, что тот или иной человек видел во сне места, в которых он раньше никогда не был. Таких рассказов много, но нужно огорчить почитателей таких историй практически все они представляют собой городские былички (разряд устного народного творчества). Даже если это точно был знакомый вашего друга, это ни о чем не говорит, даже более того, отличительной чертой подавляющего большинства городских быличек как раз и является то, что они произошли с «другом подруги», «другом кума», «сотрудником жены» и пр. Несмотря на то, что нам хочется в это верить и, несмотря на то, что в это верят все, правды в таких историях попросту нет.

Теперь о подобных историях, произошедших с историческими личностями. Такие истории тоже часто мифологизированы. Что касается научных данных, то их на сегодняшний день недостаточно. В любом случае, вещие сны подобного типа, впрочем, как и всех других видов, еще подлежат тщательному изучению.

Наконец, нужно сказать еще об одной важной категории сновидений: явления, вызванные воздействием внешних факторов. В частности, научно доказано, что инфразвуковые колебания на частоте 7Гц приводят к появлению панического страха, а электромагнитные волны могут вызывать ощущение присутствия постороннего человека или существа. Такие же ощущения возникают у людей при обработке определенных участков мозга магнитным полем. Подобные явления можно понять, ведь работа мозга по сути своей основана на передаче электрического импульса по определенным путям от одного нейрона другому. Данная передача осуществляется посредством ионов, которые чувствительны к воздействию электрического и магнитного полей. Высокий уровень электромагнитного поля вблизи изголовья вашей кровати может вызвать самые разные видения и ощущения. Однако однозначно утверждать это пока рано, исследования еще проводятся в различных лабораториях мира.

Official Hill Climb Racing 2 Wiki

Ранг Кубки В действующем сезоне

(Июль 2020)

Трассы Длина (макс)
Бронза I Кубок Hill Climb Первая передача 395м
Без заносов 377м
Большой возд. кубок X Прыжки 320м
Качели 320м
Открытый воздух 320м
Тёмные дороги X Впереди холмы 300м
Предвкушение победы 320м
Дорога в выемке 340м
Бронза II Испытания на скоростных X Испытание падения 250м
Испытание мужества 230м
Испытание баланса 198м
Кубок лесов Запретеный лес 210м
Капитанский журнал 210м
Пруд 270м
Первый снег А снег идёт 400м
Скользкий склон 420м
Перекрёсток 450м
Бронза III Кубок претендентов X Гонка по амбару 368м
Прыжок с парашютом 330м
Пусковая шахта 393м
Кубок пустыни Пещера в пустыне 410м
Перекати-поле 350м
Дорога через долину 390м
Пляжный кубок X Дюны 350м
Мальчики на пляже 380м
Побережье 320м
Серебро I Сельский кубок Выставочный комплекс 380м
Четырёхколёсный парк 380м
Петля 9 345м
Фабричный кубок X Фабричные настройки 400м
Торец фабрики 400м
Повернуть рычаг 400м
Серебро II Воскресный чемпион Мосты и камни 345м
Водный путь 362м
Бойня 331м
В гору с ветерком 450м
Болотистый кубок X Утомлённые алигаторы 350м
Пещера для тусовки 330м
Состыковка 420м
Серебро III Зимний кубок Жёлтый снег 385м
Кувалда 315м
Ледяная гонка 275м
Весенний город X Дальний путь 600м
Туннели 650м
Реки 520м
Уклон 550м
Золото I Грязное ралли Лесная тропа 370м
Карьер 360м
Утеряно в передаче 343м
Выкрутасы 400м
Я ненавижу воду Глубокий омут 530м
Траншея 500м
Горестный риф 600м
Магнитная цепь X Падающие контейнеры 520м
Магнитное безумие 535м
Запуск 490м
Золото II Лесной кубок X Брёвна и валуны 370м
Каменная яма 380м
Летающее бревно 350м
Глубоководная езда X Обратное течение 500м
Коралловая баталия 490м
Талассофобия 520м
Зелёный кубок X Лесная тропа 430м
Спартанские гонки 430м
Закон Балмера 373м
Миля шахтёра X Длинная дорога вниз 999м
Кубок Федерации X Мосты 563м
Большие валуны 440м
Дорога в пустыне 535м
Золото III Столичный кубок X Проехать через 400м
Зона опасности 345м
Мост слишком далеко 485м
Горный кубок X Через горы 415м
Плавный подъём 337м
Крутой спуск 370м
Платина I Нагорный кубок X У обрыва 350м
Непростая поездка 290м
Кубок шахты Подземелье 320м
Узкие тоннели 320м
Береги голову 360м
Кубок аллигатора X Паркующиеся прицепы 300м
Кусачие болота 385м
Водные гонки 295м
Болотистая дорога X Грязная дорога 370м
Сельская дорога 370м
Одинокий отдыхающий 360м
Скалистая дорога Грунтовая дорога 400м
Опасность впереди 377м
Максимумы и минимумы 315м
Горные мосты X На грани безумия 280м
Скалистая дорога 238м
Отвесная скала 210м
Кубок колпака ступицы X Ржавая долина 370м
Кактусов пригорок 440м
Пыльная долина 380м
Кубок городская вода X Промокание 400м
Водный тоннель 280м
Не погружайтесь 310м
Кубок путешествий X Дорога никуда 340м
Кокосовая бухта 410м
Сумасшедший город 340м
Платина II Песок в купальнике X Песок в купальнике 360м
Пике в туннель 370м
Большие дюны 340м
Путешествие на пальцах X Приливные волны 335м
Детский бассейн 370м
Песочница 350м
Кубок езды по ухабам X Ухабистый путь 200м
Ухабистая дорога 200м
Под утёсом 320м
Кубок застойный X Болотная поездка 290м
Потерянные леса 250м
Счастливые кемперы 250м
Это моя шахта! Доски 310м
Вагонетки 335м
Темв 310м
Платина III Эпические холмы X Выше и выше 450м
Главная дорога 450м
Металлическая шестерня 343м
Миля в пустыне X Далеко-далеко 1,000м
День гонок Отказали тормоза 500м
Разворот 500м
Плавные кривые 420м
Бриллиант I Зима на носу Снежный замок 1,000м
Кубок по скоростному X Руины 400м
Кубарем вниз 420м
Вниз по трубе 380м
Трасса Билла X Горячий асфальт 420м
Карусель 420м
Скоростная полоса 530м
Кубок Штормрайдера Тропа попутного ветра 410м
Путь со встречным ветром 410м
Как ястреб 493м
Бриллиант II Глубоководное погружение На самом дне 1001м
Райская бухта X Райская бухта 999м
Гора смерти X Базовый лагерь 220м
Сумасшедшее восхождение 220м
Вершина мира 270м
Ещё шахты X Рок-н-ролл 340м
Квадроцикл 340м
На самом дне 340м
Бриллиант III Туннели Туннели 400м
Крутые повороты 360м
На камнях 400м
Кубок ледника X Кипящая полость 520м
Костное ущелье 500м
Пещеры ледяного огня X Пещеры ледяного огня 1,000м
Всего 53 Кубка 36 Эксклюзивных кубков 147 Трасс 59,385 м

Ньютон (единица измерения) — это… Что такое Ньютон (единица измерения)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Ньютон.

Ньютон (обозначение: Н) — единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ). Принятое международное название — newton (обозначение: N).

Ньютон — производная единица. Исходя из второго закона Ньютона она определяется как сила, изменяющая за 1 с скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с2.

Единица названа в честь английского физика Исаака Ньютона, открывшего законы движения и связавшего понятия силы, массы и ускорения. В своих работах, однако, Исаак Ньютон не вводил единиц измерения силы и рассматривал её как абстрактное явление.[1] Измерять силу в ньютонах стали спустя более чем два века после смерти великого учёного, когда была принята система СИ.

Связь с другими единицами

С другими единицами измерения силы ньютон связывают следующие выражения:

  • 1 Н = 105дин.
  • 1 Н ≈ 0,10197162 кгс.
  • 1 Н = 10−3стен.
  • 1 Н ≈ 8,262619·10−45Fp.
  • 1 Н ≈ 0,224808943 lbf.
  • 1 Н ≈ 7,233013851 pdl.

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Н деканьютон даН daN 10−1 Н дециньютон дН dN
102 Н гектоньютон гН hN 10−2 Н сантиньютон сН cN
103 Н килоньютон кН kN 10−3 Н миллиньютон мН mN
106 Н меганьютон МН MN 10−6 Н микроньютон мкН µN
109 Н гиганьютон ГН GN 10−9 Н наноньютон нН nN
1012 Н тераньютон ТН TN 10−12 Н пиконьютон пН pN
1015 Н петаньютон ПН PN 10−15 Н фемтоньютон фН fN
1018 Н эксаньютон ЭН EN 10−18 Н аттоньютон аН aN
1021 Н зеттаньютон ЗН ZN 10−21 Н зептоньютон зН zN
1024 Н йоттаньютон ИН YN 10−24 Н йоктоньютон иН yN
     применять не рекомендуется

Примеры

Описание Значение
Сила, действующая на электрон со стороны ядра атома водорода 3,6967·10−10 Н
Сила, которая давила бы на солнечный парус спутника Космос 1 в случае его успешного запуска 3,5343·10−3 Н
Вес тела массой 102 г (т. е. сила гравитации, действующая на это тело на поверхности Земли) 1 Н
Сила притяжения, действующая на человека массой 70 кг 686 Н
Суммарная сила давления воздуха на тело человека[2] (при нормальных условиях) 202 650 Н

Примечания

«Подъем!»

Королев увлекся космосом, прочитав работы Константина Циолковского о создании летательных аппаратов ракетного типа. Более того, они даже встречались. Спустя много лет Сергей Павлович так вспоминал об этой встрече: «Шел 1929 год. Приехали мы в Калугу утром. В деревянном доме встретил нас высокий старик в темном костюме. В руках его был слуховой аппарат в виде рупора из жести. Он прикладывал его к уху, но просил говорить негромко. Запомнились удивительно ясные глаза. Минут за тридцать он изложил нам суть своих взглядов. А когда я, с присущей молодости горячностью, заявил, что отныне моя цель — пробиться к звездам, Циолковский улыбнулся и сказал: “Это очень трудное дело, молодой человек, поверьте мне, старику. Это дело потребует знаний, настойчивости, терпения и, быть может, всей жизни…” — “Я не боюсь трудностей”, — ответил я тогда».

Рождение мечты

Родился Сергей Павлович на Украине, в Житомире, в семье учителя словесности житомирской гимназии Павла Яковлевича Королева. Мать, Мария Николаевна Москаленко, — купеческая дочь. Жизнь у родителей не сложилась. Они разошлись, когда Сергею было пять лет. После этого он какое-то время воспитывался у дедушки с бабушкой, родителей матери, владевших небольшой лавкой в городе Нежине.

Сережа Королев. Нежин. 1912 год

Источник: Wikipedia

Там же, в Нежине, в 1911 году будущий Генеральный конструктор впервые увидел полет на аэроплане русского летчика Уточкина. Как вспоминал Королев, грохочущая огромная птица потрясла его воображение. Эти впечатления были первым толчком к выбору им своего будущего пути.

В 1915 году он поступил в подготовительные классы гимназии в Киеве, а в 1917-м был зачислен в первый класс гимназии в Одессе, куда переехали мать и отчим.

В гимназии он учился недолго, после революции ее закрыли. Сергей четыре месяца поучился в единой трудовой школе, а далее получал образование дома: его мать и отчим были учителями, а отчим, помимо педагогического, имел инженерное образование.

В 1921 году в Одессе появился отряд гидросамолетов «Гидро-3» Главного управления Военно-воздушного флота. Случай свел подростка с механиком гидроотряда Василием Долгановым, старше его года на четыре. Отныне все летнее время он проводил в гидроотряде, помогая готовить самолеты к полетам.

Среднее общее образование Королеву получить так и не удалось. Но он закончил двухгодичную профессиональную строительную школу, одновременно занимаясь во многих кружках и на разных курсах. А столярные навыки очень пригодилась Сергею, когда он начал строить планеры.

Источник: lomasm.ru

В 1923 году советское правительство обратилось к народу с призывом построить свой воздушный флот. Повсюду появились плакаты: «Трудовой народ, строй свой воздухофлот». В том же году было образовано Общество друзей воздушного флота (ОДВФ).

Королев сразу стал членом этого общества и начал заниматься в одном из его планерных кружков. Знания по планеризму, истории авиации юноша приобретал самостоятельно, читая все книги, в том числе на немецком языке, которые только мог достать. Немецкий язык Сергей знал неплохо благодаря отчиму и преподавателю стройпрофшколы Готлибу Аве, который все уроки вел на немецком. И не забыл его до конца жизни.

Когда в мастерских ОДВФ началось строительство планера конструкции знаменитого военного летчика Константина Арцеулова, в работе над ним принял участие и Сергей Королев.

Сергей мечтал об учебе в Военно-воздушной академии в Москве. Но туда принимались только лица, отслужившие в Красной Армии и достигшие восемнадцати лет. Сергею могла помочь справка из Одесского Губотдела ОДВФ о представлении в авиационно-технический отдел проекта сконструированного им безмоторного самолета К-5, которую вместе с ходатайством за сына привезла руководству академии Мария Николаевна. Однако неопределенность с приемом в московскую академию оставалась. И Сергей решил поступить в Киевский политехнический институт, где в это время предполагалось начать подготовку авиационных инженеров на механическом факультете. Одновременно он работал и разносчиком газет, и грузчиком, и столяром, и кровельщиком.

В институте был планерный кружок. Сергей Королев стал его членом. Планеры, построенные в институтских мастерских, участвовали в международных соревнованиях, получая самые высокие оценки. У кружковцев при этом существовало правило: кто строил планер, тот и летал на нем.

В 1926 году, отучившись два года в Киевском политехническом, Королев перевелся в Москву в специальную вечернюю группу по аэромеханике МВТУ. Днем работал то в КБ, то на авиационном заводе, вечером учился.

Едва поступив в МВТУ, он сразу же включился в работу студенческого кружка АКНЕЖ (Академический кружок им. Николая Егоровича Жуковского). С лекциями в нем выступали инженеры, ученые. В 1927 году Королев с отличием окончил Московскую планерную школу.

Студент Московского высшего технического училища имени Н. Э. Баумана

Фотография: ИТАР-ТАСС

А в мае 1927 года на международной выставке межпланетных аппаратов Сергей впервые познакомился с работами ученого и конструктора Фридриха Артуровича Цандера и брошюрой Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Мечта о полете человека в космос захватила воображение молодого человека.

Производственную практику студент выпускного курса МВТУ Королев проходил в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ), в Конструкторском бюро Туполева. Одновременно готовил дипломный проект, решив сконструировать легкомоторный двухместный самолет СК-4, проект которого, рассчитанный на рекордную дальность полета, оказался проработанным на уровне зрелого специалиста. Руководителем проекта стал сам Андрей Николаевич Туполев, подписав его с первого предъявления. Такого в практике студентов не случалось. Одобренный Туполевым проект одномоторного двухместного самолета СК-4 затем был построен и испытан.

В сентябре 1929 года Сергей Королев и его коллега Сергей Люшин предъявили на VI Всесоюзные планерные состязания в Коктебеле планер. Пробный полет на нем совершил Арцеулов, доложив членам технической комиссии: «Планер удачно сбалансирован. Хорошо слушается рулей. Можно допустить к полетам». На этом планере Королев установил рекорд парения — более четырех часов. В письме матери он написал: «Ради этого можно забыть все: и целую вереницу бессонных ночей, дней, потраченных в упорной работе без отдыха, без передышки…».

От авиации к ракетам

В августе 1931 года при Бюро воздушной техники Центрального совета Осоавиахима в год 75-летия со дня рождения Циолковского была создана Группа изучения реактивного движения (ГИРД). Группа стала центром притяжения ученых и инженеров, интересующихся ракетной техникой. Руководителем ГИРД был назначен Цандер, сыгравший важную роль в разработке теоретических и практических вопросов космоплавания. Технический совет возглавил Королев. Возраст сотрудников, за небольшим исключением, не превышал двадцати пяти лет.

Работа гирдовцев увенчалась успехом. 17 августа 1933 года на Подмосковном полигоне Нахабино стартовала первая советская ракета на жидком топливе ГИРД-09 конструкции Михаила Тихонравова. Ракета поднялась на высоту 400 метров, продолжительность полета составила 18 секунд. И гирдовцы окончательно поверили в свои силы.

С. П. Королев (стоит крайний слева) с сотрудниками Группы изучения реактивного движения (ГИРД)

Фотография: Gettyimages

В 1933 году по личному приказу маршала Михаила Тухачевского, с большим интересом относившегося к ракетной технике, ГИРД и ленинградская Газодинамическая лаборатория (ГДЛ) были объединены в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ). Начальником института был назначен Иван Клейменов (начальник ГДЛ), его заместителем по научной работе — Сергей Королев. Ему присвоили звание дивизионного инженера (по современным понятиям — звание генерал-лейтенанта технических войск).

В 1934 году вышла в свет первая печатная работа Королева «Ракетный полет в стратосфере». Экземпляр книги Сергей Павлович послал Циолковскому, который прислал отзыв: «Книга разумная, содержательная и полезная».

Но в новом институте не все шло гладко. Выявились разногласия относительно его первостепенных задач между Клейменовым и Королевым, в результате которых Королева сместили на должность старшего инженера.

В главные конструкторы с лагерных нар

Летом 1937-го страну захлестнул Большой террор. Расстрелян Тухачевский, арестован Туполев, который оказался в закрытом ЦКБ, где работали и другие «враги народа» — знаменитые авиаконструкторы Владимир Мясищев, Владимир Петляков, Роберт Бартини и другие. В Москве, на улице Радио, для них переоборудовали в тюрьму семиэтажное здание ЦАГИ, выделив комнаты для жилья и конструкторской работы. Специалисты здесь работали не за страх, а за совесть, понимая, что дело их необходимо стране, и свято веря, что скоро наверху разберутся и убедятся в их невиновности.

Королева вначале понизили в должности. Стали приостанавливать проводимые им работы. А 27 июня 1938 года он был арестован. Ему предъявили абсурдное обвинение в членстве в троцкистской антисоветской контрреволюционной группе и вредительстве при создании военной техники и заявили, что все ранее арестованные дали против него такие показания.

Королев был включен в список лиц, подлежащих наказанию по первой категории. Это означало расстрел. Но был уже 1939 год, размах репрессий к тому времени несколько уменьшился. И Королеву дали десять лет заключения в исправительно-трудовых лагерях на Колыме. Сергею Павловичу исполнился всего тридцать один год.

После ареста. Бутырская тюрьма, 28 июня 1938 года

Источник: Wikipedia

Вместе с остальными заключенными Королев трудился с утра до ночи, добывая золотоносный песок. Королев писал письма в Москву с просьбой пересмотреть его дело. За облегчение его участи боролись депутаты Верховного Совета СССР, знаменитые летчики Валентина Гризодубова и Михаил Громов. Туполев просил, чтобы к нему в «шарашку» перевели нескольких инженеров и конструкторов, в том числе Королева. Тогда, в 1939-м, начался частичный пересмотр дел. В их числе оказалось и дело Королева. 13 июня 1939 года он был возвращен в Москву. Но еще год пребывания в Бутырской тюрьме оказался напрасным — Королев снова был признан виновным и осужден на восемь лет в исправительно-трудовых лагерях.

Практически всеобщей болезнью в ГУЛАГе, не обошедшей и Королева, была цинга, вызванная авитаминозом. Он очень мучился, ему стало трудно есть и ходить. Именно в это время в лагере появился Михаил Усачев — бывший директор Московского авиазавода.

Он стал среди заключенных своего рода «главным». В лагере Усачев сразу же столкнулся со старостой-уголовником, эксплуатировавшим «врагов народа», отнимая пайки, чтобы лучше питаться самому и его товарищам. Когда Усачев лагерь, увидел эти безобразия, он возмутился и с согласия лагерного начальства стал наводить порядок. Первым делом он объявил старосте из уголовников, что теперь здесь хозяин он. Правда, для этого пришлось применить боксерские навыки. Низложенный староста стал послушным и повел Усачева показывать «свое хозяйство». В одной из палаток староста сказал, что «здесь валяется Король — доходяга из ваших».

Перед Усачевым в немыслимых лохмотьях лежал страшно худой, бледный, изможденный человек. Выяснилось, что именно староста довел его до такого состояния. Усачев отвел его в медсанчасть и попросил на некоторое время оставить там. Кроме того, он заставил старосту сколотить компанию, которая стала отдавать больному, фактически уже умиравшему Королеву часть своих паек, организовав ему таким образом «усиленное» питание. Помогла и лагерный врач Татьяна Репьева. Королев встал на ноги и всю жизнь был благодарен своим спасителям. В начале 1960-х, уже будучи Генеральным конструктором, Королев разыскал Усачева и принял его на работу заместителем главного инженера опытного завода.

Королев обращается лично к Сталину. И 13 сентября 1940 года, после многочисленных ходатайств его перевели в Особое техническое бюро НКВД в группу Туполева.

Работал Сергей Павлович вместе с другими учеными над созданием пикирующего бомбардировщика 103. Здесь, в ЦКБ, встретил он начало войны. Королев просился летчиком на фронт, но Туполев, к тому времени уже освобожденный из заключения, еще лучше узнавший и оценивший его, не отпустил, сказав: «А кто будет строить самолеты?» Вскоре Королева назначили заместителем начальника сборочного цеха по Ту-2. А в июле 1941 года туполевское КБ вместе с заводом было эвакуировано за Урал — в Омск.

В. П. Глушко после ареста. 1938 год

Источник: www,sovsekretno.ru

Тут Королев узнал, что в Казани на авиамоторостроительном заводе № 16 есть «шарашка», где работают над реактивным двигателем. Он стал хлопотать о смене места заключения, чтобы быть поближе к реактивной технике, и добился своего: в ноябре 1942 года его перевели в Казань, в КБ под руководством Валентина Глушко.

Королев вплотную занялся разработкой авиационного реактивного ускорителя (АРУ). 1 января 1943 года его назначили руководителем отдельной группы, которой поручалось конструирование авиационной ракетной установки. Одновременно с АРУ Королев продолжал совершенствовать проект реактивного самолета-перехватчика, начатый еще в Омске. В окончательном проекте АРУ отмечалось: «РУ-1 является совершенно новым техническим аппаратом, впервые осуществленным на самолете с целью испытания и отработки реактивного двигателя в летных условиях». Королев, хотя это и не входило в его обязанности, опробовал двигатель лично, непосредственно в полете на различных высотах и скоростях.

В августе 1944 года произошло долгожданное и вместе с тем неожиданное событие — Королева и остальных участников работ над АРУ освободили из заключения.

Королев настойчиво предлагает строить баллистические ракеты дальнего действия на твердом топливе. С этой целью Сергей Павлович считает необходимым создать специальное конструкторское бюро с экспериментальной и опытной базой. Предложения Сергея Павловича не остались без внимания, и он получил проектное задание.

9 мая 1945 года закончилась война. Указом Президиума Верховного Совета СССР Сергей Павлович был удостоен медали «За доблестный труд в Великой Отечественной Войне 1941–1945 гг.», а через несколько дней пришел долгожданный вызов в Москву.

По возвращении в Москву Королева привлекли к работе над созданием военной ракетной техники на основе трофейной немецкой ракеты «Фау». В сентябре 1945 года он в составе группы специалистов вылетел в Берлин. Перед командировкой ему присвоили звание подполковника. И вскоре он был назначен научным руководителем всей программы по изучению трофейной техники.

Немецкий опыт

Постановлением правительства СССР о развитии ракетостроения в стране от 13 мая 1946 года было решено объединить ведущиеся в Германии работы по РДД в единой организации, названной «Институтом Нордхаузен». Ее научно-техническим руководителем и главным инженером был назначен Королев. После личного ознакомления с работой, выполненной коллективом «Нордхаузена», Дмитрий Устинов, тогда министр вооружения СССР, 9 августа 1946 года назначил Королева главным конструктором ракет дальнего действия в Государственном союзном институте реактивного вооружения (НИИ-88), созданном в подмосковном Калининграде.

В НИИ-88 поначалу первостепенное внимание уделялось зенитным ракетам, для разработки которых было создано три проектных отдела. А ракеты типа Фау-2 (А-А), которыми занимался проектный отдел № 3, руководимый Королевым, осваивались вопреки мнению многих военачальников, чтобы не отстать от прогресса и иметь технику, которая, вероятно, будет у США, превратившихся из недавних союзников в потенциального противника, завладевшего большинством ракетных трофеев, включая основных немецких специалистов.

Благодаря подготовленному еще в Германии большому заделу, включая проработки проекта РДД с вдвое большей, чем у Фау-2, дальностью полета, работы отдела № 3 успешно продвигались, и его тематика стала занимать в планах института все более существенное место. 25 апреля 1947 года на первом заседании научно-технического совета НИИ-88 Сергей Павлович успешно защищает эскизный проект ракеты Р-2 с дальностью 600 км. В октябре–ноябре на Государственном центральном полигоне Капустин Яр он руководит летными испытаниями одиннадцати ракет А-4, собранными из трофейных деталей, узлов и агрегатов частью в Институте Нордхаузен, частью на заводе № 88. При этом успешные и частично успешные полеты совершили шесть ракет, то есть была достигнута более высокая надежность, чем при их боевых пусках в германской армии.

Старт ракеты Р-1

Фотография: ТАСС

В это время при активном участии Королева разрабатывается государственный план развития ракетостроения, который в области РДД ставил три задачи: исходная — разработка ракеты Р-1, воспроизводящей немецкую ракету Фау-2, из советских материалов и по своей технологии, отвечающей всем требованиям армии по надежности; перспективная — создание ракеты Р-2 собственной разработки и научно-исследовательская — разработка проекта Р-3 с дальностью 3000 км. В это же время Сергей Павлович закладывает основы преподавания проектирования ракет дальнего действия на факультете ракетной техники и Высших инженерных курсах МВТУ.

10 октября 1948 года при первом же пуске отечественная ракета Р-1 достигла дальности 300 км и попала в заданный квадрат. В СССР родилась новая отрасль машиностроения — современное ракетостроение, успешно освоившее создание жидкостных управляемых баллистических ракет дальнего действия, в разработке, изготовлении и испытаниях которых под руководством Совета главных конструкторов, организованного Королевым, принимали участие 13 НИИ и КБ и 35 заводов.

В мае 1949 года прошли летные испытания ракеты Р-1А с отделяемой головной частью, в том числе в геофизическом варианте с подъемом научной аппаратуры на 102 км. А в сентябре–октябре были произведены пять пусков экспериментальной ракеты Р-2Э, впервые в мире достигшей дальности 600 км. На ней Королев отрабатывал несущие баки и другие принципиальные конструктивные новшества, необходимые для создания ракет Р-2 и Р-3.

Специалисты отмечают, что в это время баллистические РДД производились только в СССР, поскольку в США, несмотря на то что там работал практически весь творческий коллектив создателей Фау-2 во главе с Вернером фон Брауном, ограничивались в основном пусками трофейных ракет и вели дискуссии о том, нужно ли тратить средства на создание стратегического ракетного оружия, какому ведомству этим следовало бы заняться и стоит ли доверять разработку этого оружия лицам с нацистским прошлым.

В 1952 году, после снятия судимости и получения ордена, Королев подал заявление на вступление в партию. На бюро райкома его принимают со скрипом (шестеро — «за», пятеро — «против»): все же бывший враг народа.

Наступает оттепель, и 30 мая 1955 года Королев пишет в Военную прокуратуру: «Прошу пересмотреть мое дело и полностью меня реабилитировать, так как я ни в какой антисоветской организации не состоял…» Ответа пришлось ждать два года: реабилитация пришла лишь весной 1957-го, за несколько месяцев до запуска спутника. Однако известно, что до конца свободным и в безопасности Королев себя никогда не ощущал.

Создание ракетного щита

На основе конструктивных решений ракеты Р-2 с использованием ее форсированного двигателя была создана одноступенчатая экспериментальная БР Р-ЗА бесстабилизаторной схемы с дальностью полета 1200 километров. Успешные летные испытания этой ракеты дали Министерству обороны основание принять ее на вооружение в 1956 году с ядерной боевой частью как Р-5М. Это была первая отечественная стратегическая ракета, ставшая основой ракетного ядерного щита страны.

Министерство обороны поручило ОКБ-1 НИИ-88 разработку ракеты Н-11, и Королев блестяще решил эту задачу, применив только что созданный для зенитной ракеты восьмитонный двигатель Алексея Исаева.

Ракета Р-2А. Разработка Особого конструкторского бюро № 1

Фотография: Gettyimages

На основе Н-11 Королев разработал и сдал на вооружение в 1957 году стратегическую ракету Р-11М с ядерной боевой частью, транспортируемую в заправленном виде на танковом шасси. Серьезно модифицировав эту ракету, он приспособил ее для вооружения подводных лодок (ПЛ) как Р-11ФМ. Таким образом, Сергей Павлович создал первые баллистические ракеты на стабильных компонентах топлива мобильного наземного и морского базирования и стал первопроходцем в этих новых и важных направлениях развития ракетного вооружения.

В НИИ-88 были начаты две научно-исследовательские работы под руководством Королева с целью определения облика и параметров межконтинентальных ракет баллистического и крылатого типов (темы Т-1 и Т-2) с необходимым экспериментальным подтверждением проблемных конструктивных решений.

Исследования по теме Т-1 переросли в опытно-конструкторскую работу, связанную с созданием первой двухступенчатой межконтинентальной ракеты Р-7, которая и по сей день удивляет своими оригинальными конструктивными решениями, простотой исполнения, высокой надежностью и экономичностью. Ракета Р-7 совершила первый успешный полет в августе 1957 года.

В результате исследований по теме Т-2 была показана возможность разработки двухступенчатой межконтинентальной крылатой ракеты, первая ступень которой была чисто ракетной и выводила вторую ступень — крылатую ракету — на высоту 23–25 километров.

В дальнейшем Королев разработал более совершенную компактную двухступенчатую межконтинентальную ракету Р-9 (в качестве окислителя используется переохлажденный жидкий кислород) и сдал ее (шахтный вариант Р-9А) на вооружение в 1962 году.

Позже, параллельно с работами над важными космическими системами, Сергей Павлович начал первым в стране разрабатывать твердотопливную межконтинентальную ракету РТ-2, которая была сдана на вооружение уже после его смерти. На этом ОКБ-1 Королева перестало заниматься боевой ракетной тематикой и сосредоточило свои силы на создании приоритетных космических систем и уникальных ракет-носителей.

«Шар и только шар!»

Занимаясь боевыми баллистическими ракетами, Королев стремился к большему — к покорению космического пространства и космическим полетам человека. С этой целью еще в 1949 году он совместно с учеными из Академии наук СССР начал исследования с использованием модификаций ракеты Р-1А и ее запуски на высоту до 100 километров, а затем с помощью более мощных ракет Р-2 и Р-5 — на высоты 200 и 500 километров. Целью этих полетов были изучение параметров ближнего космического пространства, солнечных и галактических излучений, магнитного поля Земли, поведения высокоразвитых животных в космических условиях (невесомости, перегрузок, больших вибраций и акустических нагрузок), а также отработка средств жизнеобеспечения и возвращение животных на Землю из космоса. Было произведено около семи десятков таких пусков.

В 1955 году, еще задолго до летных испытаний ракеты Р-7, Сергей Королев, Мстислав Келдыш, Михаил Тихонравов выходят в правительство с предложением о выведении в космос при помощи ракеты Р-7 искусственного спутника. Правительство поддерживает эту инициативу. В августе 1956 года ОКБ-1 выходит из состава НИИ-88 и становится самостоятельной организацией, главным конструктором и директором которой назначается Королев. И уже 4 октября 1957 года Королев запускает на околоземную орбиту первый в истории человечества спутник.

Первый искусственный спутник Земли, 1957 год

Фотография: ИТАР-ТАСС

Именно Королев настоял на форме шара для первого спутника. «Шар и только шар! — говорил он. — Что может быть выразительнее шара? Он близок к форме естественных небесных тел Солнечной системы. Люди воспримут спутник как символ космической эры. На борту его считаю нужным установить передатчики, чтобы их позывные могли принимать радиолюбители всех стран. Орбиты полета надо рассчитать так, чтобы каждый с Земли мог с помощью простейших оптических приборов видеть полет советского спутника».

Период, когда создавались космические летательные аппараты, относят к четвертому периоду деятельности Королева с 1957 до его преждевременной кончины в начале 1966-го.

Начинали большое дело практически на пустом месте. И тем не менее за десяток лет были разработаны: системы ориентации для фотографирования обратной стороны Луны, ориентации и коррекции траекторий полета «Марсов», «Венер» и «Зондов». Разработаны автоматические и ручные системы управления для пилотируемых кораблей «Восток», «Восход», «Союз».

Как отмечали его соратники и сотрудники, Королев видел облик космической техники через многие годы. Наметив очередную цель, он мог вселить во всех участников работы уверенность в скором успехе, воодушевить их на немыслимые, казалось бы, дела.

Организовав работу, Королев двигался к цели, сметая препятствия, поддерживая уверенность в конечном успехе, концентрируя силы на главном направлении. Тематику, связанную с пилотируемыми полетами, Королев не передавал никому. Это было, с одной стороны, связано с особой ответственностью пилотируемых полетов, а с другой — с давними и стойкими симпатиями Сергея Павловича: он не раз с сожалением говорил, что возраст и здоровье не позволяют ему самому слетать в космос. Все, связанное с работой космонавтов, Королев вел непосредственно сам и контролировал самым тщательным образом.

Академик Борис Раушенбах, работавший с Королевым, писал: «Королев говорил, что всегда ждал подтверждающего голоса интуиции, “как третьего звонка” <…> Как часто он, полагаясь на интуицию, решал спорные вопросы и никогда не ошибался! <…> он обладал удивительным свойством — при недостатке информации все-таки принимать верное решение <…> Опять потрясающее чутье, которое его никогда не подводило. Такое дело, каким руководил он, можно было вести только с характером Королева — характером полководца…».

Еще до старта первого искусственного спутника Земли под руководством Королева шла разработка проектов межпланетных станций, спутников народнохозяйственного назначения, пилотируемых кораблей. В январе 1959 года в сторону Луны стартовала первая ракета, в том же году на поверхность Луны был доставлен вымпел с изображением герба Советского Союза и получены фотографии ее обратной стороны. В 1966 году, меньше чем через месяц после кончины Королева, на поверхность Луны совершил мягкую посадку космический аппарат — последняя работа Королева по программе изучения Луны. Высшим его достижением в области изучения дальнего космоса были полеты кораблей к Марсу и Венере, доставка на поверхность Марса вымпела с гербом Советского Союза.

Спутник «Молния-1» стал примером решения сложной и нужной задачи — обеспечения радиотелеграфной, радиотелефонной и телевизионной связи на дальние расстояния, в частности Москвы с Дальним Востоком.

Битва титанов

Известный ученый и публицист Юрий Окунев писал: «Несмотря на внешнюю непохожесть, Королев и Глушко были одинаково жесткими и беспощадными начальниками. Оба были абсолютно самодостаточными, не терпели конкурентов и не нуждались в друзьях».

В 1950-е годах Королев и Глушко работали на редкость слаженно и достигли немалых успехов. В 1956 году они одновременно были удостоены звания Героя Социалистического Труда за создание первой межконтинентальной баллистической ракеты, а в 1958-м были избраны действительными членами Академии наук СССР. В июне 1961 года Королев и Глушко вновь получили звезды Героев за полет Юрия Гагарина. Космический корабль «Восток» был оснащен двигателями Валентина Глушко. Позже он вспоминал: «В тот день, 12 апреля 1961 года, когда Юра полетел, я был счастлив».

С. П. Королев и В. П. Глушко. Байконур. 1957 год

Источник: Wikipedia

Но в начале 1960-х между выдающимися конструкторами произошла размолвка, которая переросла во враждебность, которая нанесла ущерб развитию нашей космонавтики. 25 мая 1961 года президент США Джон Кеннеди, выступая в Конгрессе, сформулировал в качестве национальной задачи высадку американских астронавтов на Луну. В ответ ЦК КПСС принял постановление, в котором высадка космонавтов на Луну была объявлена приоритетной целью советской космической программы. Рассказывают, что Никита Хрущев заявил: «Луну американцам не отдавать! Сколько надо средств, столько и найдем».

Однако это постановление было принято лишь в августе 1964 года. Почему? Во-первых, далеко не все поддерживали проект. Валентин Глушко считал, что высадка на Луну — пропагандистская затея, не имеющая смысла. Вместо этого, по его мнению, следовало приступить к созданию большой орбитальной станции. Еще в 1952 году Глушко даже отправил Королеву глобус с надписью: «Шлю тебе этот шарик, Сергей, с глубокой надеждой, что нам с тобой доведется своими глазами увидеть живую Землю такой же величины». Королев, кстати, тоже был увлечен идеей создания орбитальной станции, но в какой-то момент решил все отложить ради лунного проекта.

Но задача высадки космонавтов на Луну была чрезвычайно сложной, а решать ее надо было в авральном режиме — руководство страны хотело, чтобы лунный проект был осуществлен к 50-летию Октябрьской революции, то есть к ноябрю 1967 года. Королев потребовал от Глушко сделать для его лунной ракеты-носителя Н1 кислородно-керосиновый двигатель. Глушко возмутился, что с ним разговаривали как с мальчишкой, и обратил внимание Королева на то, что, прежде чем браться за лунный проект, следовало посоветоваться со специалистами, так как в столь сжатые сроки создать такой двигатель невозможно. Видимо, разговор между главными конструкторами шел на повышенных тонах, так как Глушко даже после смерти Королева не мог успокоиться. Рассказывают, что, приехав после разговора с Королевым в свое ОКБ, Глушко собрал совещание и сообщил, что работа с ОКБ Королева прекращается, закончив фразой: «Это очень плохо для обоих ОКБ — нашего и королевского, а главное — для всего нашего отечества».

Так оно и случилось. Произведенные в 1969–1972 году четыре запуска «лунной» ракеты-носителя сверхтяжелого класса Н1 с двигателями, разработанными в куйбышевском КБ Николая Кузнецова, которому поручили эту работу, оказались неудачными, после чего в 1974 году все работы по лунной программе были свернуты.

Полет Гагарина

Вершиной творчества Королева справедливо считаются пилотируемые полеты в космос. 12 апреля 1961 года стартовал корабль «Восток» с Юрием Гагариным на борту.

К началу 1960 года специальная комиссия по отбору кандидатов в первый отряд космонавтов сформировала его. Был создан центр подготовки космонавтов в Щелковском районе Московской области; журналисты окрестили его Звездным городком. 14 марта 1960 года начались тренировочные занятия. Особенно интересовала специалистов невесомость. Состояние, близкое к невесомости, удалось создать на самолете Ту-104 на высоте 8000 метров.

В первых числах мая 1960 года был запущен один из прототипов «Востока» — корабль КП. Он вышел на орбиту без теплозащиты и без космонавтов. На 65-м витке 19 мая было решено возвратить корабль на Землю. Но тормозная установка не сработала, а выполнила роль ускорителя, и корабль ушел на другую орбиту. Старт второго, усовершенствованного корабля-спутника состоялся спустя три месяца. На его борту находились собаки Белка и Стрелка, мыши, крысы, насекомые, растения, зерна злаков, некоторые микробы. Полет и возвращение прошли строго по программе.

Первый космонавт Юрий Гагарин и «профессор К. Сергеев»

Фотография: Gettyimages

Наступил апрель 1961-го. На космодроме Байконур в напряженном темпе шли предстартовые работы. Госкомиссии предстояло решить, кто из космонавтов полетит первым. В характеристике Гагарина было написано: «Настроение обычно немного приподнятое, вероятно потому, что у него с юмором, смехом все в порядке. Вместе с тем трезв и рассудителен, наделен беспредельным самообладанием. Чистосердечен. Скромен. Прекрасная память. Тщательно готовится к занятиям и тренировкам. Не стесняется отстаивать точку зрения, которую считает правильной».

8 апреля 1961 года Государственная комиссия по организации первого полета человека в космос утвердила дату полета — 12 апреля — и кандидатуру первого космонавта — Юрий Алексеевич Гагарин. Запасным пилотом назначен Герман Степанович Титов.

Утром 11 апреля космический комплекс был вывезен на стартовую площадку. Участники запуска вспоминали, что Сергей Павлович внешне казался невозмутимым.

Собрались члены государственной комиссии. Из подъехавшего автобуса вышел Юрий Гагарин. Он доложил председателю государственной комиссии о готовности к полету и, попрощавшись со всеми, подошел к подножью ракеты. Одна за другой отдавались команды. Сергей Павлович дублировал их на борт «Востока» Юрию Гагарину, и казалось, что именно он отдает их.

«Подъем!» сказал Королев. «Поехали!» — донесся в бункер голос космонавта.

Полет продолжался 108 минут и не обошелся без неприятности. Когда включилась тормозная двигательная установка, «Восток» вышел на спусковую траекторию, отстыковка спускаемого аппарата от корабля произошла с задержкой почти на десять минут. В 10 часов 55 минут состоялось приземление недалеко от Саратова. Все нормально. Космонавт невредим, чувствует себя хорошо.

В эти апрельские дни весь мир произносил по-русски ставшие сразу знаменитыми слова: «Гагарин», «Восток», «космос». Мировая слава обрушилась на Гагарина, он за несколько часов стал любимцем всей планеты. А Сергей Павлович Королев, тридцать лет шаг за шагом упорно шедший к своей победе, так и остался до конца своих дней никому не известным. Судя по воспоминаниям его соратников, Королев тяжело это переживал.

Его имя было засекречено. Свои научные работы и статьи в прессе Сергей Павлович подписывал псевдонимом «профессор К. Сергеев». После полета Гагарина жить ему оставалось чуть меньше пяти лет.

Уход

Королеву был поставлен диагноз «саркома прямой кишки». Кроме того, у него были обнаружены атеросклеротический кардиосклероз, склероз мозговых артерий, эмфизема легких и нарушение обмена веществ.

Он погиб на операционном столе. Когда Королева положили в Кремлевскую больницу, операцию поручили делать немолодому профессору Петровскому. Можно было положить Королева в зарубежную клинику, но Королев был секретным ученым.

Профессор Владимир Голяковский, живущий в Нью-Йорке, в прошлом московский врач, вспоминал об этом в своей книге «Русский доктор»: «…Начав операцию, обнаружили, что диагноз был ложный. Когда больному стало плохо, срочно вызвали известного хирурга Вишневского. Тот осмотрел умиравшего Королева и мрачно пробормотал: “На трупах не оперирую”».

Урна с прахом Сергея Королева захоронена в Кремлевской стене

Фотография: Gettyimages

Остановить кровотечение во время операции, удалив полипы, Петровскому не удалось. Смерть Королева наступила 14 января 1966 года от сердечной недостаточности. Ему было 59 лет.

Похороны состоялись на Красной площади Москвы 18 января в 13 часов. Только тогда всему миру сообщили, что умер Генеральный конструктор. Урна с прахом Сергея Королева захоронена в Кремлевской стене.

В память о Королеве воздвигнуты памятники — на родине в Житомире, в Москве, где он жил, в Подмосковье, где строил ракеты и корабли, на космодроме, откуда прокладывал дороги во Вселенную. Его именем был назван Куйбышевский авиационный институт (ныне Самарский национальный исследовательский университет), улицы многих городов, два научно-исследовательских судна, высокогорный пик на Памире, перевал на Тянь-Шане, астероид. В ознаменование заслуг Королева в исследовании Луны мировая астрономическая общественность присвоила его имя одному из крупных кольцеобразных горных образований на Луне — талассоиду.

Источники:

Асташенков П. Т. Королев. — М., 1969.

Раушенбах Б. Ученый, конструктор, организатор. К 75-летию С. П. Королева. — Крылья Родины, 1982.

Ребров М. Ф. Сергей Павлович Королев. Жизнь и необыкновенная судьба. — М.: Олма-пресс, 2002.

Романов А. Королев. — М., Молодая гвардия, 1996.

Материалы сайта http://www.famhist.ru/famhist/korol/0011a3b1.htm.

Что магнитные поля делают с вашим мозгом и телом

Нет выхода магнитных полей — они повсюду вокруг нас. Во-первых, сама Земля похожа на гигантский магнит. Вращающийся шар из жидкого железа в ядре нашей планеты создает огромное магнитное поле, которое перемещает стрелки нашего компаса и направляет внутренние компасы перелетных птиц, летучих мышей и других животных. Вдобавок к этому трудолюбивые люди создали искусственные магнитные поля с помощью линий электропередач, транспортных систем, электрических приборов и медицинского оборудования.

Возможно, мы не сможем увидеть, услышать, почувствовать или ощутить на вкус окружающие нас магнитные поля, но некоторые могут задаться вопросом, могут ли они по-прежнему оказывать влияние на наши тела и мозг. Этот вопрос становится более уместным, а ответы — более заманчивыми по мере того, как увеличивается сила рассматриваемого магнитного поля.

Everyday Exposure

Магнитное поле возникает всякий раз, когда заряженная частица, например электрон или протон, движется. Поскольку электрические токи, проходящие через блендеры, фены и провода в стенах наших домов, состоят из протекающих электронов, все они генерируют магнитные поля.Через эти источники средний человек ежедневно подвергается воздействию магнитных полей, сила которых достигает 0,1 микротесла. Для сравнения: магнитное поле Земли, которому мы всегда подвержены (пока остаемся на поверхности планеты), примерно в 500 раз сильнее. Это означает, что магнитная сила, пронизывающая ваше тело, когда вы отдыхаете дома или проводите день в офисе, явно незначительна.

Время от времени научные исследования обнаруживают связь между жизнью рядом с высоковольтными линиями электропередач и болезнями.Повышенный риск лейкемии у детей является наиболее часто упоминаемым потенциальным последствием для здоровья, но было трудно определить, является ли этот риск реальным. Одна вопиющая проблема заключается в том, что ученым еще предстоит выяснить механизм, с помощью которого такие слабые магнитные поля — которые все еще находятся в диапазоне микротесла для домов рядом с линиями электропередач — могут отрицательно влиять на человеческий организм. В 2010 году Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения пришла к выводу, что доказательства того, что проживание рядом с линиями электропередач увеличивает риск смертельного рака крови, «слишком слабы, чтобы служить основой для руководящих принципов воздействия.”

Аппарат МРТ. (Кредит: VILevi / Shutterstock)

Что такое порог?

Тем временем группа ученых из Консорциума Utilities Threshold Initiative (UTIC) была занята определением порога, при котором человеческое тело показывает физиологический ответ на магнитное поле. По словам Александра Легроса, медицинского биофизика из Научно-исследовательского института здоровья Лоусона и Западного университета в Лондоне, Онтарио, и ученого UTIC, наименьшее магнитное поле, которое достоверно вызывает реакцию у людей, составляет от 10 000 до 20 000 микротесла.

Но что очень важно, чтобы произвести эффект, поле не может быть статичным, как магнитное поле Земли; скорее, он должен со временем менять направление. Когда эти сильные меняющие направление магнитные поля направляются на человека, через тело начинают пульсировать небольшие электрические токи. Выше этого порога токи могут стимулировать сверхчувствительные клетки сетчатки, известные как нейроны с градуированным потенциалом, создавая иллюзию мерцания белого света, даже когда пострадавший находится в темноте; эти визуальные проявления известны как магнитофосфены.

Порог в 10 000 микротесла намного превышает силу любого магнитного поля, встречающегося в повседневной жизни. Итак, в каких ситуациях могут возникнуть магнитофосфены?

Медицинские магниты

«Есть только одно обстоятельство, при котором вы можете воспринимать магнитофосфены», — говорит Легрос: «Если вы находитесь в аппарате МРТ (магнитно-резонансной томографии) и быстро двигаете головой».

Сканер МРТ — это, по сути, большой магнит, который создает мощное магнитное поле силой около 3 тесла (или 3 миллиона микротесла) — в миллионы раз больше, чем поля, которым мы обычно подвергаемся.Но поскольку это статическое магнитное поле, МРТ-сканеры не оказывают заметного воздействия на организм. Однако это изменилось бы, если бы пациент внутри сканера быстро двигал головой вперед и назад.

«Движение быстро создает изменяющееся во времени поле, поэтому, делая это, вы индуцируете токи в различных структурах своего мозга», — говорит Легрос. Эти токи могут вызвать тошноту, потерю равновесия, металлический привкус во рту или, в некоторых случаях, магнитофосфены.

Наравне с магнитным полем МРТ создается медицинская процедура, известная как транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС).Но в отличие от МРТ, которая делает подробные снимки изнутри тела, цель ТМС — стимулировать мозг. Для этой задачи требуется электрический ток, поэтому TMS полагается на магнитный импульс, а не на статическое магнитное поле. Когда этот импульс доставляется через электромагнитную катушку, помещенную на кожу головы, возникающий в результате ток встряхивает определенную часть мозга с целью лечения неврологических заболеваний, таких как депрессия.

Внешние магнитные поля

Магнитные поля, связанные с МРТ и ТМС, являются самыми сильными, которым реально может подвергнуться человек.Тем не менее, они «до смешного ничтожны» по сравнению с теми, что обнаружены за пределами нашей планеты, — говорит Пол Саттер, астрофизик из Университета штата Огайо и главный научный сотрудник Научного центра COSI в Колумбусе, штат Огайо. В крайнем случае находится магнетар с удачным названием, который представляет собой нейтронную звезду редкого типа с магнитным полем в тысячу триллионов раз сильнее, чем у Земли.

Художественное впечатление от магнетара. (Источник: ESO / L. Calçada / Wikipedia)

Если кто-нибудь когда-нибудь приблизится к магнетару, он быстро окажется в ужасном положении.«Сильные магнитные поля могут начать творить удивительные вещи», — говорит Саттер. Он объясняет, что на атомном уровне сильное магнитное поле будет перемещать все положительные заряды в вашем теле в одном направлении, а отрицательные — в другом; сферические атомы вытянутся в эллипсы и вскоре начнут напоминать тонкие карандаши.

Это резкое изменение формы нарушит основы химии, вызывая нарушение нормальных сил и взаимодействий между атомами и молекулами в теле.«Первое, что вы заметите, это то, что вся ваша нервная система, основанная на электрических зарядах, движущихся по вашему телу, перестанет работать», — говорит Саттер. «А потом вы в основном растворяетесь».

Саттер гарантирует, что наш местный район, который он определяет как радиус в несколько сотен световых лет вокруг Земли, был обследован и сертифицирован как свободный от магнитаров. Ни один из этих экзотических объектов не приближается к нам, и ни одна из массивных звезд поблизости, вероятно, не превратится в магнетары, когда они умрут.Ближайший магнетар находится на безопасном расстоянии в десятки тысяч световых лет. Так что, по крайней мере, на время, мы можем спокойно отдыхать и чувствовать себя комфортно в собственном скудном магнитном поле нашей планеты.

Биомагнитные поля и магнитная терапия

Общие сведения о природных и терапевтических магнитных полях

Чтобы лучше понять человеческое магнитное поле и то, как человеческое тело взаимодействует с магнитными полями и реагирует на них, мы должны понимать, насколько наши тела электромагнитны.Собственные внутренние магнитные поля тела генерируются необычайной внутренней электрической активностью, которая поддерживает наши тела в живых. Эти биомагнитные поля взаимодействуют со всеми другими магнитными полями на планете и контролируют нашу основную химию.

Тело взрослого человека состоит из более чем 70 триллионов отдельных клеток. И это не считая миллионов бактерий, которые мы несем в кишечнике. Каждая из этих триллионов клеток каждую секунду выполняет несколько тысяч метаболических процессов.Для того, чтобы этот уровень сложности функционировал бесперебойно, между этими триллионами ячеек и внутри них должно быть много коммуникаций. К счастью, наши клетки запрограммированы на такой тип общения. И при необходимости мы можем внести изменения за доли секунды.

В этой статье мы подробнее рассмотрим магнитную науку и магнитное поле человека, обсудим магнитную терапию, энергетический щит человека, порекомендуем некоторые продукты PEMF и сравним различия между альтернативными методами лечения.

Есть ли у людей магнитное поле?

Наши тела естественно проводят электричество. Фактически, каждый орган и клетка человеческого тела имеет свое собственное поле. Магнитное поле производит электрические токи, которые слабее, чем вы думаете. При этом электромагнитное поле мозга сильнее, чем сердца. Устройства способны измерять магнитное поле, создаваемое человеческим мозгом. Это измерение известно как магнитоэнцефалография.И магнитоэнцефалография, и электроэнцефалография — это тесты, которые определяют активность мозга.

Человеческое тело производит сложную электрическую активность в нескольких различных типах клеток. Сюда входят нейроны, эндокринные и мышечные клетки, называемые «возбудимыми клетками». Как и все электричество, эта активность также создает магнитное поле. Как только наше тело подвергается воздействию магнитного поля, прекращается и ток. Однако, поскольку эти электрические токи крошечные, они не могут воздействовать на нервы и мышцы человеческого тела.

Поскольку наша Земля представляет собой один огромный магнит, от магнитного поля никуда не деться. Чтобы объяснить, насколько сильное магнитное поле Земли по сравнению с нашим телом, многие животные, например птицы, используют его в качестве биологического компаса — например, перелетные птицы. Несмотря на свою мощь, магнитное поле не может нанести вред человеческому телу.

Биомагнитные поля тела, хотя и очень крошечные, были измерены с помощью методов. К ним относятся магнитоэнцефалография (МЭГ) и магнитокардиография (MCG).Эти методы измеряют магнитные поля, создаваемые электрической активностью в теле. Кроме того, когда магнитные поля создаются живыми существами, это называется «биомагнетизмом». А когда магнитные поля применяются для воздействия на живое тело, это называется «магнитобиологией». Результаты объективных фундаментальных исследований этих эндогенных полей служат для определения их величин. Помимо того, что это привело к разработке новых неинвазивных средств измерения клеточной функции. Это клинически полезно для помощи в лечении мозга и сердца.

Клетки обычно проходят не менее 7000 химических реакций в секунду. Это показатель сложного и непрерывного процесса адаптации. Этот уровень сложности выходит за рамки простой биохимии. Используя электромагнитную стимуляцию, современные методы измерения расширили понимание электромагнитной биосвязи, которая делает возможной координацию живой системы.

Электромагнитное поле человека

Как мы вкратце коснулись выше, многие животные используют магнитное поле Земли для навигации, куда они направляются.Такие животные, как птицы, рыбы и насекомые, могут подключаться к магнитному полю Земли. Часто магнитное поле позволяет животным преодолевать тысячи миль. Но могут ли люди также ощущать магнитные поля Земли?

Раньше не было большого количества свидетельств того, что люди вообще могут ощущать магнитное поле Земли. Однако в настоящее время были проведены исследования, показывающие, что некоторые люди могут подключаться к магнитному полю, даже не осознавая этого.

Предыдущие исследования включали группы людей с завязанными глазами в комнате.Это было создано, чтобы увидеть, как они ведут себя с магнитной энергией. В исследовании утверждалось, что эти люди повернулись лицом к магнитному полю. Однако результаты больше никогда не повторились.

В недавнем исследовании ученые использовали ЭЭГ, чтобы следить за реакцией человеческого мозга на изменение магнитного поля. Людей предлагали встать внутри куба, защищенного от электромагнитного излучения. Участники исследования согласились посидеть внутри куба в полной темноте в течение часа с ЭЭГ.Ученые наблюдали за своим мозгом, чтобы увидеть, как он реагирует на изменение магнитного поля. По данным Калифорнийского технологического института, исследование доказало, что люди могут испытывать магнитное поле Земли.

Как организм создает и использует электромагнитные поля

Электрическая активность тела происходит главным образом в клеточной мембране. Чрезвычайно важно, чтобы клеточная мембрана поддерживала соответствующий «заряд» или напряжение. Здоровая клетка имеет трансмембранный потенциал около 80 или 100 милливольт.Для сравнения, раковая клетка имеет трансмембранный потенциал часто всего 20 или 25 милливольт. Когда клетка повреждается или заболевает, напряжение на мембране падает, вызывая повышенное напряжение внутри клетки. Когда напряжение на мембране низкое, мембранные каналы не могут функционировать должным образом. Это приводит к эффекту домино болезненных действий (или бездействия).

Клеточная мембрана служит как для защиты содержимого клетки, так и для того, чтобы действовать как своего рода привратник — открывая и закрывая каналы (например, дверные проемы), через которые могут проходить ионы.Эти каналы иногда называют «насосами».

Сама клеточная мембрана имеет напряжение, называемое «потенциалом» (или мембранным потенциалом, или трансмембранным потенциалом). Мембранный потенциал относится к разнице электрического заряда между внутренней и внешней частью ячейки. Каналы в мембране открываются или закрываются в зависимости от полярности мембраны. Когда каналы закрыты, клеточная мембрана находится в своем «потенциале покоя», а когда она открыта, она в своем «потенциале действия».”

Потенциал действия (открытие канала) требует электрической активности. Во время этого процесса электрический потенциал мембраны быстро повышается. Это позволяет каналам открыться. Когда каналы открываются, ионы попадают в ячейку. Затем это вызывает дальнейшее повышение мембранного потенциала, вызывая открытие еще большего числа каналов. Этот процесс создает электрический ток (и, следовательно, магнитное поле) через клеточную мембрану, и цикл продолжается. Когда все каналы открыты, мембранный потенциал настолько велик, что полярность мембраны меняется на противоположную, и тогда каналы начинают закрываться.Когда каналы входа закрываются, активируются каналы выхода. По завершении процесса все каналы закрываются, и мембрана возвращается в состояние покоя.

Что такое терапевтические электромагнитные поля?

Электромагнитные поля могут быть как естественными, так и созданными человеком. На Земле присутствуют естественные электромагнитные поля. Хотя они могут быть невидимыми, электрические поля основаны на накоплении электрических зарядов в окружающей среде. Эти электрические поля обычно связаны с грозами.

Электромагнитные поля, созданные людьми, предлагают целый ряд медицинских решений. Медицинское лечение и такие решения, как рентген, были разработаны людьми. Рентгеновские лучи используют низкочастотные электромагнитные поля для выявления сломанных костей или застрявших в коже предметов. Кроме того, люди разработали более высокочастотные волны, которые передаются через телевизионные антенны, радио и мобильные телефонные станции.

Но перейдем к терапевтическим электромагнитным полям. Это тип электрических полей, созданных человеком для облегчения состояния здоровья и недугов.

Таким образом, в клетку и из клетки поступают только определенные ионы. Чаще всего это натрий, кальций и калий. Первичный тип потенциала действия часто называют «натриево-калиевым насосом», во время которого натрий поступает в клетку через входной канал, а калий вытекает из клетки через выходной канал.

Потенциалы действия играют разные роли в зависимости от типа клетки, но обычно отвечают за сотовую связь или за активацию клеточного процесса. Например, мышечные клетки используют потенциалы действия как первый шаг к достижению мышечного сокращения.

Если клетка повреждена или плохо себя чувствует, эта активность замедляется или прекращается. Энергия, необходимая для потенциалов действия, относительно мала, но может быть непреодолимой для больной клетки. Приложение внешнего терапевтического магнитного поля к телу поддерживает эту функцию, обеспечивая клетку энергией, которую она неспособна производить сама.

Магнитная терапия: альтернативная медицина

Человеческое тело естественно имеет как магнитное, так и электрическое поля. Вплоть до крошечных клеток нашего тела, каждая часть нашего тела имеет свое собственное поле.Но какова идея магнитной терапии? Поскольку наше тело богато магнитными и электрическими полями, логично, что люди придумали способ исцелить нас, используя их.

Идея магнитной терапии заключается в том, что проблемы со здоровьем могут возникать из-за несбалансированности магнитных полей. Цель здесь — восстановить баланс. Считается, что если во время болезни приложить внешнее магнитное поле к телу или рядом с ним, это будет способствовать его исцелению.

Как работает магнитная терапия

Мы коснулись того, откуда пришла магнитная терапия, но как именно она работает? Магнитная терапия — это альтернативная медицинская практика, которая использует магниты для лечения боли, заболеваний и других проблем со здоровьем. Идея здесь в том, что если вы страдаете какой-либо болью, воспалением или состоянием здоровья, магнитные поля могут помочь вашему телу излечиться.

Два наиболее распространенных типа магнитов, используемых в терапевтических целях, — это статические и электромагниты, которые помогают улучшить общее состояние здоровья.Изделия для статической магнитотерапии — это магниты, которые можно носить как браслет, ожерелье или даже кольцо. Продукты статической магнитной терапии обеспечивают исцеление, просто находясь в контакте с вашей кожей. Однако в электромагнитной терапии магниты используются иначе. В этой форме терапии используются магниты, обладающие электрическим зарядом. Считается, что оба этих продукта магнитотерапии имеют электромагнитные поля, которые проникают в тело, чтобы облегчить боль, лечить артрит, заживлять раны, облегчать головные боли и многое, многое другое.

В больницах и врачебных кабинетах существует множество традиционных медицинских методов, которые включают использование магнитной и электрической энергии. Например, когда у пациента происходит остановка сердца, медицинские работники используют оборудование, чтобы запустить сердце пациента. Устройство (будем надеяться) перезапустит сердце и заставит его снова работать, помогая вернуть пациенту здоровье. Многие профессионалы также советуют использовать аппарат TENS (чрескожные электрические нервные стимуляторы) для лечения различных типов боли.Например, когда у женщины начинаются схватки, она часто может получить доступ к аппарату TENS, чтобы облегчить родовую боль и схватки.

Однако практика и использование продуктов магнитотерапии не имеют научных доказательств. Без доказательств нет ничего, что могло бы подтвердить утверждения о том, что эти устройства работают для лечения болезней. Многие исследования показали, что, хотя они могут работать, это не более чем эффект плацебо на тех, кто их носит. Несмотря на это, очень популярны носимые магниты и магнитотерапия.

Устройства PEMF

Терапия импульсным электромагнитным полем — еще одно альтернативное лечение магнитным полем, которое может помочь ускорить процесс заживления организма. Устройства PEMF используются для обеспечения ряда преимуществ для здоровья. Фактически, многие медицинские работники используют терапию PEMF для лечения человеческого тела, а также животных, которым требуется помощь в заживлении, во время восстановления после травмы и / или для поддержания общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.

Устройства

PEMF предлагают неинвазивную форму терапии, которая может принести пользу организму во многих отношениях.Неполный список включает быстрое заживление, улучшение сна, лечение симптомов депрессии и даже кровообращение. Идея, лежащая в основе PEMF, заключается в том, что этот тип терапии использует всплески электромагнитного излучения низкого уровня, чтобы помочь излечить тело и значительно уменьшить боль. Низкочастотные импульсы проникают в область, ускоряя и стимулируя естественный процесс заживления организма.

Но вам может быть интересно, как часто вы можете использовать аппараты PEMF-терапии? Частота использования устройства PEMF будет зависеть от вашего состояния здоровья.Например, лечение артрита будет отличаться от плана лечения воспалительной боли. Однако совершенно безопасно использовать устройство PEMF несколько раз в течение дня. Инвестируя в устройство PEMF, вы делаете вложение. Сделайте свое здоровье приоритетным, чтобы оставаться в форме и быть здоровым.

PEMF-терапия — это проверенный метод лечения ряда заболеваний. При правильном проведении PEMF-терапии многие состояния можно облегчить с помощью PEMF-аппаратов.Но как узнать, какая машина PEMF лучше всего подходит для вашего состояния? Мы гордимся тем, что обеспечиваем наших клиентов качественной продукцией. Каждая машина PEMF на нашем сайте была проверена нашим собственным доктором Павлуком. Если вам нужен какой-либо совет о том, какой аппарат PEMF использовать для получения максимальной пользы для здоровья, мы будем рады пригласить вас на консультацию к доктору Павлуку.

Биомагнетизм против магнитной терапии

Биомагнетизм — это терапевтический метод лечения и поддержания здоровья и благополучия.Этот метод представляет собой альтернативу традиционной медицине и даже магнитотерапии. Биомагнитная терапия практикуется с единственной целью — поддерживать естественный pH-баланс организма.

Во время биомагнитной терапии процесс включает размещение магнитов с высокой напряженностью поля в определенных проблемных участках тела пациента. Это помогает восстановить баланс pH в целевых областях. Восстановив pH-баланс, ваше тело естественным образом восстановит свое здоровье. Вместо биомагнитной терапии, нацеленной на саму болезнь.Это воодушевит и подтолкнет ваше тело к тому, чтобы делать это естественным образом.

Биомагнетизм — это практика стимуляции естественной иммунной системы организма. Это стабилизирует реакцию человеческого организма на воспаление, улучшает кровообращение и многое другое. Многие считают, что дисбаланс pH способствует возникновению многих заболеваний. Таким образом, восстановление нормального уровня позволит организму бороться с болезнью. Благодаря нашей новой и усиленной естественной защите наше тело может бороться.С инфекциями, вирусами и бактериями можно бороться, чтобы поддерживать нашу форму и здоровье.

Но чем биомагнетизм отличается от магнитотерапии? Короче говоря, магнитотерапия представляет собой процедуру с низкой интенсивностью, которая проводится в течение длительных периодов времени. Магнитотерапия нацелена на определенные области, на которых проявляются симптомы и признаки болезни.

В то время как биомагнетизм — более медленное приложение и не претендует на лечение. Вместо этого он побуждает естественную защиту вашего тела восстанавливать равновесие.

Важно отметить, что есть люди, которые не могут пройти биомагнитную терапию:

  • • Если вы прошли химиотерапию или лучевую терапию
  • • У людей, в теле которых присутствует магнитный металл
  • • Если у вас установлен кардиостимулятор или электронное устройство
  • • Если вы беременны или думаете, что вам может быть
  • • После трансплантации органа
  • • Если вам сделали кожный трансплантат

Хотите узнать больше? Мы здесь, чтобы помочь! Позвоните DrPawluk.com сегодня для консультации.

Ученый Maverick считает, что открыл у людей магнетическое шестое чувство | Наука

Это делают птицы. Это делают пчелы. Но человек, стоящий здесь в толстовке с капюшоном, сможет ли он это сделать? Джо Киршвинк полон решимости выяснить это. На протяжении десятилетий он показывал, как существа в животном мире перемещаются, используя магниторецепцию или ощущение магнитного поля Земли.Теперь геофизик из Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) в Пасадене проверяет людей, чтобы увидеть, есть ли у них это подсознательное шестое чувство. Киршвинк почти уверен, что это так. Но он должен это доказать.

Он достает свой iPhone и машет им над Кейсуке Мацуда, аспирантом нейроинженерии Токийского университета. В этот октябрьский день он — подопытный кролик Киршвинка. Приложение магнитометра на телефоне обнаружит магнитную пыль на Мацуда или любые скрытые магниты, которые могут помешать эксперименту.«Я хочу убедиться, что у нас нет читера», — шутит Киршвинк.

Они находятся на двух этажах под землей в Калтехе, в чистой комнате с магнитоэкранированными стенами. В углу пульсирует и шипит насос с жидким гелием, охлаждая сверхпроводящий инструмент, который Киршвинк использовал для измерения крошечных магнитных полей во всем, от птичьих клювов до марсианских метеоритов. На лабораторном столе лежат ножи — сделанные из керамики и пропитанные кислотой для устранения магнитного загрязнения, — которыми он разрезал человеческий мозг в поисках магнитных частиц.Мацуда выглядит немного нервным, но он не собирается ложиться под нож. С помощью шприца техник вводит гель электролита в кожу головы Мацуда через тюбетейку, усыпанную электродами. Он собирается подвергнуться воздействию нестандартных магнитных полей, создаваемых множеством электрических катушек, в то время как электроэнцефалограмма (ЭЭГ) записывает его мозговые волны.

На протяжении большей части 20-го века исследования магниторецепции казались столь же сомнительными, как изучение биолокации или телепатии. Тем не менее сейчас общепризнанным фактом является то, что многие животные ощущают постоянное, едва заметное магнитное поле Земли.В списке преобладают птицы, рыбы и другие мигрирующие животные; им имеет смысл иметь встроенный компас для их путешествий по всему миру. В последние годы исследователи обнаружили, что разумом обладают менее быстрые существа — омары, черви, улитки, лягушки, тритоны. Млекопитающие тоже, кажется, реагируют на поле Земли: в экспериментах лесные мыши и слепыши используют силовые линии магнитного поля для размещения своих гнезд; крупный рогатый скот и олени ориентируются по ним при выпасе; и собаки направляют себя на север или юг, когда они мочатся или испражняются.

Игра на поле

Магнитное поле Земли, создаваемое ее жидким внешним ядром, похоже на магнитное поле гигантского внеосевого стержневого магнита. Его сила колеблется от 25 микротесла (мкТл) на экваторе до 60 мкТл на полюсах. Это слабо: поле МРТ более чем в 100 000 раз сильнее.

Г. Грюйон / Наука

Растущее количество научных доказательств магниторецепции в основном связано с поведением, основанным, например, на моделях движения или на тестах, показывающих, что нарушение или изменение магнитных полей может изменить привычки животных.Ученые знают, что животные могут чувствовать поля, но они не знают, как это сделать на клеточном и нервном уровне. «Граница — это биология — то, как мозг на самом деле использует эту информацию», — говорит Дэвид Дикман, нейробиолог из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне, штат Техас, который в статье Science 2012 года показал, что определенные нейроны во внутреннем ухе голубей так или иначе участвуют, стреляя в ответ на направление, полярность и интенсивность магнитных полей.

Обнаружение магниторецепторов, ответственных за запуск этих нейронов, было похоже на поиск магнитной иглы в стоге сена.Нет очевидного органа чувств, который можно было бы вскрыть; магнитные поля все время незримо проходят по всему телу. «Рецепторы могут быть на левом пальце ноги», — говорит Киршвинк.

Ученые выдвинули две конкурирующие идеи о том, чем они могут быть. Во-первых, магнитные поля запускают квантово-химические реакции в белках, называемых криптохромами. Криптохромы были обнаружены в сетчатке, но никто не определил, как они могут контролировать нервные пути. Другая теория, которую поддерживает Киршвинк, предполагает, что миниатюрные иглы компаса располагаются внутри рецепторных клеток либо рядом с тройничным нервом за носом животных, либо во внутреннем ухе.Иглы, которые, как предполагается, состоят из очень магнитного минерала железа, называемого магнетитом, каким-то образом открывают или закрывают нервные пути.

Те же кандидаты в магниторецепторы обнаружены у людей. Так есть ли у нас магнетизм? «Возможно, мы потеряли его вместе с нашей цивилизацией», — говорит Михаэль Винкльхофер, биофизик из Ольденбургского университета в Германии. Или, как думает Киршвинк, возможно, мы сохраняем его след, как крылья страуса.

Киршвинк специализируется на измерении остаточных магнитных полей в горных породах, которые могут указывать на широту образования горных пород, миллионы или миллиарды лет назад, и отслеживать их тектонические колебания.Эта техника привела его к сильным и влиятельным идеям. В 1992 году он собрал доказательства того, что ледники почти покрывали земной шар более 650 миллионов лет назад, и предположил, что их последующее отступление от «Земли-снежка» (термин, который он придумал) вызвало эволюционный розыгрыш, который перерос в кембрийский взрыв 540 миллионов лет назад. . В 1997 году он разработал провокационное объяснение аномально быстрого дрейфа континентальных плит примерно в то же время, что и кембрийский взрыв: ось вращения Земли перевернулась на целых 90 °, предположил Киршвинк.Климатический ущерб от этого геологически внезапного события также стимулировал биологические инновации, наблюдаемые в кембрии. И он был известным среди группы ученых, которые в 1990-х и 2000-х годах утверждали, что магнитные кристаллы в известном марсианском метеорите Allan Hills 84001 были окаменелыми признаками жизни на Красной планете. Несмотря на то, что значение Allan Hills 84001 остается спорным, идея о том, что жизнь оставляет после себя магнетоокаменелости, является активной областью исследований на Земле.

«Он не боится выйти из строя», — говорит Кеннет Ломанн, нейробиолог, изучающий магниторецепцию омаров и морских черепах в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл.«В одних вещах он был прав, а в других — не прав».

Это часть нашей эволюционной истории. Магниторецепция может быть первичным смыслом.

Джо Киршвинк, геофизик Калифорнийского технологического института в Пасадене,

В подтверждение своей гипотезы Киршвинк собрал камни со всего мира: из Южной Африки, Китая, Марокко и Австралии. Но поиск магнитов у животных — и людей — в его лаборатории без окон в подвале оставался неизменной навязчивой идеей.Просто спросите его первенца, который приехал сюда в 1984 году, когда Киршвинк и его жена Ацуко Кобаяши, японский структурный биолог, опубликовали открытие магнетита в тканях носовых пазух желтоперого тунца. По предложению Киршвинка они назвали его Джисеки: магнитный камень или магнетит.

Киршвинк, 62 года, никогда не мог сделать выбор между геологией и биологией. Он вспоминает день 1972 года, когда, будучи студентом Калифорнийского технологического института, он понял, что эти два аспекта взаимосвязаны. Профессор держал пластину языка хитона, разновидности моллюска, и тащил ее с помощью стержневого магнита.Его зубы были покрыты магнетитом. «Это поразило меня», — вспоминает Киршвинк, который до сих пор держит пластину для языка на своем столе. «Магнетит — это обычно то, что геологи ожидают от магматических пород. Обнаружить его у животного — биохимическая аномалия ».

На протяжении многих лет ученые думали, что хитоны — это способ синтеза магнетита просто потому, что твердый минерал делает зуб хорошими и прочными. Но в 1975 году Ричард Блейкмор из Океанографического института Вудс-Хоул в Массачусетсе предположил, что у некоторых бактерий магнетит является магнитным датчиком.Изучая бактерии из болотных болот Кейп-Код, Блейкмор обнаружил, что, когда он перемещал небольшой магнит вокруг своих предметных стекол, бактерии устремлялись к магниту. Присмотревшись, он обнаружил, что микробы скрывают цепочки кристаллов магнетита, которые заставляют клетки выравниваться с линиями собственного магнитного поля Земли, которое в Массачусетсе опускается в землю под углом 70 ° к Северному полюсу. Многие бактерии случайным образом ищут правильный баланс кислорода и питательных веществ, используя движение, называемое «кувыркайся и беги».Но как иглы компаса для плавания, бактерии Блейкмора различали верхнюю грязь от грязи. Они могли перемещаться по этому градиенту более эффективно и плавать вниз по нему всякий раз, когда грязь была нарушена. Эти бактериальные магниторецепторы до сих пор единственные, что ученые окончательно обнаружили и изучили. Для Киршвинка их присутствие указывает на то, что магниторецепция является древней, возможно, до появления первых эукариотических клеток на Земле, которые, как считается, эволюционировали почти 2 миллиарда лет назад после того, как клетка-хозяин захватила свободноживущие бактерии, которые стали митохондриями, производящими энергию.«Я предполагаю, что первоначальные митохондрии были магнитными бактериями», — говорит Киршвинк, что может означать, что все эукариоты обладают потенциальным магнитным чутьем.

Читая о работе Блейкмора, Киршвинк задавался вопросом, в каком направлении плавают магнитные бактерии в Южном полушарии: на север, как микробы Массачусетса, или на юг, к своему полюсу, или в каком-то другом направлении? Он прилетел в Австралию, чтобы искать в руслах ручьев антиподных собратьев Блейкмора. Больше всего их было в пруду для очистки сточных вод недалеко от Канберры.«Я просто взял с собой магнит и ручную линзу», — говорит он. «Они повсюду». Конечно же, они поплыли к Южному полюсу. Они развили цепочки магнетита, ориентированные на юг.

К тому времени Киршвинк была постдоком в Принстонском университете, работая с биологом Джеймсом Гулдом. Он также закончил пищевую цепочку животных. В 1978 году он и Гулд обнаружили магнетит в брюшке медоносных пчел. Затем, в 1979 году, в головах голубей. Без ведома Киршвинка через Атлантический океан молодой, харизматичный университет Манчестера, U.К., биолог по имени Робин Бейкер, нацелился на магнитные способности более крупных и сложных животных: британских студентов. В серии экспериментов он собрал студентов с завязанными глазами из «домашней» точки в микроавтобус шерпов, провел их по извилистой дороге в сельскую местность и спросил у них, куда по компасу они направляются домой. В «Науке» за 1980 год Бейкер сообщил нечто сверхъестественное: студенты почти всегда могли указать в квадранте дома. Когда они носили стержневой магнит в резинке своих повязок на глазах, это умение указывать было нарушено, в то время как контрольные люди, носившие латунный стержень, все еще обладали, казалось бы, магнетическим чутьем.

В более поздних вариантах Бейкер утверждал, что обнаружил у человека чувство компаса в экспериментах по «прогулке», в которых испытуемые указывали домой после того, как их вели по извилистому маршруту; и эксперименты со стулом, в которых их просили указать стороны света после вращения. Бейкер провел некоторые из своих экспериментов для прямой трансляции, а некоторые из своих результатов он объявил перед рецензированием в книгах и научно-популярных журналах — чутье на драматизм, которое неправильно истолковало других ученых.

В электронном письме Бейкер говорит, что среди его U.С. аналоги. Киршвинк и Гулд были среди скептиков. В 1981 году они пригласили Бейкера в Принстон, чтобы дать шанс провести эксперименты — одна остановка во время тура по воспроизводимости результатов по нескольким кампусам США на северо-востоке. В Принстоне и других местах попытки репликации не увенчались успехом. После того, как Бейкер в 1983 году в своей статье Nature заявил, что кости пазух человека обладают магнитными свойствами, Киршвинк показал, что результаты были вызваны загрязнением. В 1985 году Киршвинку не удалось воспроизвести версию эксперимента со стулом.

Хотя манчестерские эксперименты омрачили магниторецепцию человека, Киршвинк незаметно взял на себя мантию Бейкера, проводя эксперименты на людях на стороне в течение 30 лет. Он никогда не переставал запускать студентов через перчатку магнитных катушек и экспериментальных протоколов. «Раздражало то, что [наши] эксперименты не были отрицательными», — говорит он. «Но изо дня в день мы не могли их воспроизвести».

Теперь, благодаря гранту в размере 900 000 долларов от Human Frontier Science Program, Киршвинк; Синсуке Симодзё, психофизик Калифорнийского технологического института и эксперт по ЭЭГ; и Аюму Матани, нейроинженер из Токийского университета, делают все возможное, чтобы проверить утверждения Бейкера.

Бейкер находит ироничным то, что его бывший антагонист теперь возглавляет атаку магниторецепции человека. «У Джо, вероятно, для этого больше возможностей, чем у большинства», — пишет он. Что касается того, считает ли он, что его результаты по-прежнему указывают на что-то реальное, Бейкер говорит, что «у меня нет и тени сомнения: люди могут обнаруживать и использовать магнитное поле Земли».

Центр притяжения

Исследователи проверяют людей на подсознательное магнитное чутье, помещая их в темный металлический ящик и применяя магнитные поля.

К. Бикель / Science

По соседству с магнитной лабораторией Киршвинка находится комната, где он тестирует своих людей. В нем находится коробка из тонкого алюминиевого сайдинга, известная как клетка Фарадея, достаточно большая, чтобы вместить испытуемого. Его роль состоит в том, чтобы отсеивать электромагнитный шум — от компьютеров, лифтов и даже радиопередач, — которые могут помешать эксперименту.«Клетка Фарадея — ключ к успеху», — говорит Киршвинк. «Только в последние несколько лет, после того, как мы установили проклятый щит Фарадея, мы стали говорить:« Подожди минутку »».

Киршвинк добавил его после того, как эксперимент, проведенный одним из коллег Винкльхофера из Ольденбурга, Хенриком Моуритсеном, показал, что электромагнитный шум мешает европейским малиновкам ориентироваться в магнитном поле. По словам Киршвинка, паразитные поля, вероятно, повлияют на любой человеческий компас, а шум наиболее разрушителен в полосе частот, перекрывающейся с радиопередачами AM.Это могло объяснить, почему эксперименты Бейкера увенчались успехом в Манчестере, где в то время не было сильных AM-радиостанций. Однако северо-восток США сделал это, что может объяснить, почему тамошние ученые не смогли воспроизвести результаты.

В нынешней установке клетка Фарадея выстлана квадратами проволочных катушек, называемых катушками Мерритта. Электричество, передаваемое через катушки, индуцирует однородное магнитное поле, проходящее через центр коробки. Поскольку катушки расположены в трех перпендикулярных направлениях, экспериментаторы могут контролировать ориентацию поля.Магнитометр для проверки напряженности поля болтается над деревянным стулом, все железосодержащие части которого заменены немагнитными латунными винтами и алюминиевыми скобами.

Идея Киршвинка, Шимоджо и Матани состоит в том, чтобы применить вращающееся магнитное поле, близкое по силе к земному, и проверить записи ЭЭГ на предмет реакции мозга. Его обнаружение не обнаружит самих магнито-рецепторов, но докажет, что такое чувство существует, без необходимости интерпретировать часто неоднозначное человеческое поведение.«Это действительно фантастическая идея, — говорит Винкльхофер. «Мне интересно, почему никто не пробовал это раньше».

Эксперименты начались в конце 2014 года. Киршвинк был человеком № 1. № 19 — Мацуда, взятый напрокат из лаборатории Матани, которая повторяет эксперимент в Токио с аналогичной установкой. Мацуда подписывает форму согласия, и техник ведет в ящик, который несет провода ЭЭГ, как шлейф свадебной фаты. «Готовы ли мы начать?» — спрашивает техник, вставив электроды.Мацуда мрачно кивает. «Хорошо, я закрою коробку». Он опускает алюминиевую заслонку, выключает свет и закрывает дверь. В коробку записан гнусавый хриплый голос Киршвинка. «Не засыпай, — говорит он.

Мацуда будет сидеть в ящике в течение часа в полной темноте, пока автоматическая программа выполняет восемь различных тестов. В половине из них магнитное поле примерно такой же силы, как у Земли, медленно вращается вокруг головы объекта. В других катушки Мерритта настроены так, чтобы нейтрализовать индуцированное поле, так что действует только естественный магнетизм Земли.Эти тесты рандомизированы, поэтому ни экспериментатор, ни испытуемый не знают, что есть что.

Каждые несколько лет Королевский институт навигации (RIN) в Соединенном Королевстве проводит конференцию, на которую съезжаются практически все исследователи в области навигации животных. На конференциях прошлых лет основное внимание уделялось навигации по солнцу, луне или звездам — ​​или по звуку и запаху. Но на встрече этого года в апреле в Ройал Холлоуэй, Лондонский университет, магниторецепция доминировала в повестке дня. Были представлены доказательства магниторецепции у тараканов и ядовитых лягушек.Питер Хор, физик-химик из Оксфордского университета в Соединенном Королевстве, представил работу, показывающую, как квантовое поведение криптохромной системы может сделать ее более точной, чем предполагали лабораторные эксперименты. Джан Се, биофизик из Пекинского университета, настаивал на своем спорном заявлении о том, что в сетчатке дрозофилы он обнаружил комплекс структур магнитного железа, окруженный криптохромными белками, который является долгожданным магниторецептором.

Затем, во время последнего выступления первого дня, Киршвинк поднялся на подиум, чтобы сообщить свои потенциально революционные новости.Это была небольшая выборка — всего две дюжины людей, — но его подвальный аппарат давал стабильный, повторяемый эффект. Когда магнитное поле вращалось против часовой стрелки — эквивалент объекта, смотрящего вправо, — наблюдалось резкое падение α-волн. Подавление α-волн в мире ЭЭГ связано с обработкой данных в мозге: набор нейронов срабатывает в ответ на магнитное поле, единственную изменяющуюся переменную. Нейронный ответ был задержан на несколько сотен миллисекунд, и Киршвинк говорит, что задержка предполагает активный ответ мозга.Магнитное поле может индуцировать в мозгу электрические токи, которые могут имитировать сигнал ЭЭГ, но они проявляются немедленно.

Киршвинк также обнаружил сигнал, когда прикладываемое поле уходило в пол, как если бы объект смотрел вверх. Он не понимает, почему сигнал α-волны возник с изменениями вверх-вниз и против часовой стрелки, но не наоборот, хотя он принимает это как знак полярности магнитного компаса человека. «Моя беседа прошла * действительно * хорошо», — радостно написал он впоследствии в электронном письме.»Успешно справился. У людей есть функционирующие магниторецепторы ».

Остальные участники беседы ответили сдержанно: удивительно, если это правда. «Это такие вещи, которые трудно оценить из 12-минутного выступления», — говорит Ломанн. «Дьявол всегда кроется в деталях». Хор говорит: «Джо очень умный человек и очень осторожный экспериментатор. Он бы не стал говорить об этом в RIN, если бы не был полностью уверен в своей правоте. И этого нельзя сказать о каждом ученом в этой области ».

Два месяца спустя, в июне, Киршвинк находится в Японии, обрабатывает данные и выявляет экспериментальные различия с группой Матани.«Алиса в стране чудес, в кроличью нору, вот каково это», — говорит он. Матани использует аналогичную экранированную установку, за исключением того, что его клетка и катушки меньше — достаточно большие, чтобы охватить головы субъектов, которые должны лежать на спине. Тем не менее, эта команда тоже начинает видеть повторяющиеся эффекты ЭЭГ. «Это абсолютно воспроизводимо даже в Токио», — говорит Киршвинк. «Двери открываются».

Поиски Киршвинка, которые длились всю жизнь, похоже, находятся на пороге решения, но также ощущаются как начало.Коллега из Новой Зеландии говорит, что он готов повторить эксперимент в Южном полушарии, и Киршвинку нужны деньги на передвижную клетку Фарадея, которую он мог бы доставить к магнитному экватору. Есть документы, которые нужно написать, и новые предметы, которые нужно набирать. Подобно тому, как результаты Бейкера годами рикошетили в исследовательском сообществе, Киршвинк знает, что путь к принятию его идеи долог и труден.

Но ему доставляет удовольствие мысль показать раз и навсегда, что есть что-то, что связывает iPhone в его кармане — электромагнитные законы, управляющие устройствами и определяющие современность, — с чем-то глубоко внутри него и с древом жизни.«Это часть нашей эволюционной истории. Магниторецепция может быть основным смыслом ».

Глоссарий | ARPANSA

Глоссарий | АРПАНСА Перейти к основному содержанию Перейти к навигации по разделу
Абсолютный риск
Статистический показатель, используемый в эпидемиологических исследованиях для описания вероятности возникновения заболевания при определенных условиях.Абсолютный риск рассчитывается делением количества случаев заболевания в группе на общее количество людей в этой группе.
Острый эффект
Биологическое воздействие или воздействие на здоровье с симптомами, которые быстро развиваются в результате воздействия вещества или агента. Эти симптомы могут исчезнуть, а могут и не исчезнуть после прекращения воздействия.
Основное ограничение
Обязательный предел воздействия определенного электромагнитного поля (например, усредненное по времени воздействие на частоте 2450 МГц).Защита от установленных неблагоприятных воздействий на здоровье требует, чтобы не превышались основные ограничения.
Доброкачественная (опухоль)
Опухоль или новообразование, не являющиеся злокачественными, т. Е. Не распространяющиеся на окружающие ткани или другие части тела. (См. Также определение MedlinePlus)
Смещение
Любая систематическая ошибка в исследовании, которая может привести к выводам, отличным от истины.
Канцероген
Агент (химический, физический или биологический), непосредственно участвующий в инициировании или развитии рака.(См. Также определение в Википедии)
Корпус
Человек (или животное) в исследовании с интересующим заболеванием (или другим исходом). (См. Исследование случай-контроль)
Исследование случай-контроль
Тип эпидемиологического исследования, в котором сравниваются субъекты, у которых есть заболевание или состояние (случаи), с аналогичными субъектами, у которых нет заболевания или состояния (контрольная группа). В исследовании случай-контроль изучаются истории болезни и образа жизни субъектов в каждой группе, чтобы узнать, какие факторы могут быть связаны с интересующим заболеванием или состоянием.(См. Также определение Женевского фонда медицинского образования и исследований)
История болезни
Клиническая оценка и история болезни пациента. Отчеты о случаях полезны, когда заболевание встречается редко. (См. Также определение в Википедии)
Причинно-следственная связь
В широком смысле причинность — это связь между причиной и следствием. В биологии и медицине причина — это воздействие, а следствие — возникшее заболевание или состояние. Важно понимать, что даже если обнаружена связь между воздействием и заболеванием, эту связь нельзя автоматически интерпретировать как причинную.Связь может быть не только причинной, но и результатом случайности, предвзятости или смешения. (См. Также определение в Википедии)
Хронический эффект
Биологическое воздействие или воздействие на здоровье с симптомами, которые развиваются медленно из-за длительного и непрерывного воздействия вещества или агента, например рак.
Познание
Психические или мыслительные процессы, включая восприятие, память, суждение, рассуждение и т. Д. (См. Также определение в Википедии)
Когортное исследование
Тип эпидемиологического исследования, в котором конкретный результат, например, заболевание, сравнивается в соответствии с предполагаемым фактором (фактором, который, как предполагается, влияет на шансы заболеть заболеванием) в группе лиц, которые каким-либо образом связаны (когорта).В проспективном когортном исследовании группа лиц отслеживается с течением времени, чтобы определить, как предполагаемый фактор влияет на показатели интересующего результата. В ретроспективном когортном исследовании данные собираются из прошлых записей когорты. (См. Также определение Женевского фонда медицинского образования и исследований)
Доверительный интервал (ДИ)
Диапазон значений интересующего параметра с указанной вероятностью включения истинного значения параметра.Таким образом, доверительный интервал или CI используется для указания надежности оценки интересующего параметра. Указанная вероятность называется уровнем достоверности, обычно выражается в процентах; таким образом, говорят о «95% доверительном интервале». Увеличение желаемого уровня достоверности расширит доверительный интервал. Например, исследование показало, что средний рост учащихся в классе 6-го класса составляет (см. Также определение в Википедии)
Confounder
Посторонний фактор в исследовании, связанный как с вероятной причиной, так и с результатом.Смешивающий фактор может скрывать действительную связь или ложно демонстрировать очевидную связь между собой и результатом, когда реальной связи между ними не существует. Если смешивающие факторы не измеряются и не учитываются, систематическая ошибка может привести к заключению исследования. (См. Также определение в Википедии)
Непрерывная волна (CW)
Электромагнитная волна постоянной амплитуды и частоты.
Контроль
Образец или субъект (животное / человек), в котором исследуемый параметр (причина или следствие) отсутствует или остается постоянным, чтобы обеспечить сравнение.В экспериментальном исследовании экспериментальная группа подвергается воздействию рассматриваемого фактора, в то время как контрольная группа соответствует экспериментальной группе во всех аспектах, за исключением того, что она не подвергается воздействию исследуемого фактора (см. Также Википедию). В эпидемиологическом исследовании случай-контроль контроль — это субъект без изучаемого заболевания или состояния.
Дизайн кроссовера
Дизайн исследования, в котором субъекты получают последовательность различных воздействий e.грамм. некоторые субъекты могут получить экспозицию, а затем фальсификацию, в то время как другие могут сначала получить фальшивку, а затем экспозицию
Поперечное исследование
Тип эпидемиологического исследования, целью которого является описание взаимосвязи между заболеванием или исходом и другими интересующими факторами, поскольку они существуют в подгруппе населения в определенный момент времени. Поскольку и результат, и факторы измеряются в один и тот же момент времени, эти исследования не демонстрируют причинно-следственных связей.(См. Также определение в Википедии)
Группа заболеваний
Кластер заболеваний — это наличие большего, чем ожидалось, количества случаев конкретного заболевания в группе людей в географической области за период времени
Доза-реакция
Взаимосвязь между величиной воздействия (дозой) агента и результирующими изменениями эффекта (реакции). (См. Также определение в Википедии)
Дозиметрия
Определение (расчетом или измерением) поглощения энергии (или напряженности поля) в веществе и тканях в результате воздействия известного количества ионизирующего или неионизирующего излучения.
Двойной слепой эксперимент
Экспериментальная процедура, при которой ни участники эксперимента, ни исследователи не знают критических аспектов эксперимента (например, кто принадлежит к контрольной группе или экспериментальной группе). Двойной слепой эксперимент используется для обеспечения беспристрастности и предотвращения ошибок, связанных с предвзятостью. (См. Также определение в Википедии)
Экологическое исследование
Тип эпидемиологического исследования, при котором данные анализируются на уровне населения или группы, а не на индивидуальном уровне.Они недороги и просты в выполнении с использованием регулярно собираемых данных, но они склонны к предвзятости и ошибочности. (См. Также определение в Википедии)
Электрическое поле
Область вокруг электрического заряда, в которой электрическая сила действует на другой заряд. Сила электрического поля в данной точке определяется как сила, которая будет действовать на положительный испытательный заряд, помещенный в эту точку, и измеряется в единицах вольт на метр (В / м). (См. Также определение в Википедии)
Электромагнитное поле
Физическое поле, создаваемое комбинацией электрического и магнитного полей.Электрическое поле создается неподвижными электрическими зарядами, а магнитное поле — движущимися электрическими зарядами (токами). (См. Также определение в Википедии)
Электромагнитная гиперчувствительность
Состояние здоровья (обычно сообщаемое самими пациентами), характеризующееся множеством неспецифических симптомов, которые люди связывают с воздействием электромагнитных полей на уровнях ниже международных стандартов. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) не относит симптомы электромагнитной гиперчувствительности к каким-либо признанным синдромам.(См. Также информационный бюллетень ВОЗ)
Чрезмерный относительный риск
Статистический показатель, используемый в эпидемиологических исследованиях для описания процентного изменения воздействия, приводящего к определенному исходу для здоровья, превышающему исходный риск.
Например, если когортное исследование воздействия радона и рака легких сообщило о повышенном относительном риске 0,16 на 100 Беккереля / м 3 , это означало бы, что существует повышенный риск на 16% для облученного населения выше исходного риска.
Эпидемиологическое исследование
Тип исследования, изучающего характер, частоту и причины заболеваний среди населения (определение эпидемиологии см. Также Всемирной организацией здравоохранения). Наиболее распространенными типами эпидемиологических исследований являются исследования методом случай-контроль, когортные исследования и перекрестные исследования.
Чрезвычайно низкая частота
Частотный диапазон, занимающий нижнюю часть электромагнитного спектра от 0 до 3000 Гц. Чрезвычайно низкочастотный диапазон включает частоту сети 50 Гц, которая в Австралии связана с производством, распределением и использованием электроэнергии.(См. Также информационный бюллетень по сверхнизкочастотным электрическим и магнитным полям)
Дальнее поле
Область электромагнитного поля, достаточно удаленная от источника передачи (например, мобильного телефона, антенны связи), чтобы свойства поля были более предсказуемыми, где измерение одного свойства поля можно использовать для расчета других для оценки воздействия. Кроме того, уменьшение напряженности поля с удалением от источника в этой области следует закону обратных квадратов.
Генотоксичность
Вредное действие на генетический материал клетки, влияющее на ее целостность. Известно, что генотоксические агенты являются потенциально канцерогенными (вызывающими рак), мутагенными (вызывающими мутации) или тератогенными (вызывающими врожденные дефекты). (См. Также определение в Википедии)
Герц (Гц)
Единица измерения частоты, определяемая как количество циклов в секунду. (См. Также определение в Википедии)
Неоднородность
Описывает различия в свойствах набора данных или между разными наборами данных или разными исследованиями (например,грамм. в метаанализе). (См. Также определение в Википедии)
Заболеваемость
Мера риска развития заболевания или состояния в течение определенного периода времени. Обычно выражается в виде показателя заболеваемости, который представляет собой количество новых случаев в расчете на группу риска в течение указанного периода времени. Например, за период 2001–2005 годов уровень заболеваемости раком среди детей в возрасте 0–14 лет в Австралии составлял 14 на 100 000 (Источник: Австралийский институт здравоохранения и социального обеспечения) (см. Также определение в Википедии)
Исследование in vitro
Экспериментальное исследование биологических свойств части составных частей организма (например,грамм. органы, ткани, клетки, биомолекулы и т. д.) и выполняются в контролируемой среде, например в пробирке. По сравнению с исследованиями in vivo исследования in vitro значительно быстрее, дешевле и могут проводиться с меньшими соображениями этики и безопасности. Однако, поскольку условия тестирования in vitro могут не соответствовать условиям внутри организма, это может привести к результатам, которые не отражают ситуацию, возникающую в живом организме. (См. Также определение в Википедии)
Исследование in vivo
Экспериментальное исследование биологических свойств всего живого организма.Исследования in vivo намного дороже и часто сложнее, чем исследования in vitro. Однако они лучше подходят для наблюдения за общим воздействием эксперимента на живой организм. (См. Также определение в Википедии)
Ионизирующее излучение
Излучение в форме субатомных частиц или электромагнитных волн, обладающих достаточной энергией, чтобы во время взаимодействия с атомом сильно связанные электроны могли быть удалены с орбиты атома, в результате чего атом стал заряженным или ионизированным.Этот процесс может вызвать химические изменения, разрывая химические связи, которые, в свою очередь, могут вызвать повреждение живой ткани. (См. Также информационный бюллетень по ионизирующим и неионизирующим излучениям)
Латентный период
Время, прошедшее между воздействием агента и клиническим началом заболевания.
Магнитное поле
Область, где сила создается электрическими токами, которые могут быть макроскопическими токами в проводах или микроскопическими токами, связанными с электронами на атомных орбитах (например, в магнитных материалах).Сила магнитного поля определяется как сила, действующая на движущийся заряд, и измеряется в обычных единицах Тесла (Тл) или Гаусс (Г), где 1Тл = 10000Гс. (См. Также определение в Википедии)
Злокачественная (опухоль)
Опухоль, которая может поражать и разрушать близлежащие ткани и распространяться (метастазировать) в другие части тела. (См. Также определение в Википедии)
Медиана
Один тип среднего значения в наборе значений данных, найденный путем упорядочивания значений в порядке возрастания и последующего выбора среднего значения (см. Также определение в Википедии)
Мета-анализ
Статистический анализ, объединяющий результаты нескольких исследований, посвященных схожей теме исследования.Преимущество метаанализа состоит в том, что он объединяет все исследования по определенной теме в одно большое исследование с большим количеством участников. Недостатком является то, что исследования, результаты которых объединяются, могут иметь разные методологии и экспериментальные протоколы (т.е.они проводятся по-разному), а результаты могут быть неточными и трудными для интерпретации. (См. Также определение в Википедии)
Микроволновая печь
Электромагнитное излучение в радиочастотном диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц
Неправильная классификация
Тип систематической ошибки в эпидемиологических исследованиях, возникающий из-за ошибок в классификации воздействия или исхода в различных группах исследования (например,грамм. отнесение субъекта к категории курильщиков, когда он / она не курят, или отнесение субъекта к категории больных раком легких, когда он / она здоров). (См. Также определение в Википедии)
Заболеваемость
Наличие болезни или медицинского состояния. Уровень заболеваемости — это количество новых случаев, страдающих определенным заболеванием или состоянием здоровья среди всего населения за определенный период времени.
Смертность
Уровень смертности населения. Уровень смертности — это отношение количества смертей (в целом или по определенной причине) в популяции к общей численности этого населения за определенный период времени, например, количество смертей на 100 000 человек в год.
Ближнее поле
Ближнее поле — область электромагнитного поля, которая находится в непосредственной близости от источника передачи (например, мобильного телефона, антенны связи). В этой области поведение свойств поля непредсказуемо, что требует отдельного измерения компонентов электрического и магнитного поля для точной оценки воздействия.
Эффект ноцебо
Неблагоприятное воздействие на здоровье, вызванное психологическими факторами из-за убеждения человека в том, что что-то вредно.
Неионизирующее излучение
Тип электромагнитного излучения, которое не несет достаточно энергии для ионизации атомов, то есть для полного удаления электрона с орбиты атома. В электромагнитном спектре неионизирующее излучение простирается от очень низкочастотных электрических и магнитных полей до радиочастотной, микроволновой и видимой частей спектра до ультрафиолетового диапазона. (См. Также информационный бюллетень по ионизирующим и неионизирующим излучениям)
Отсутствие ответа
Неспособность получить данные от людей, выбранных в ходе опроса или исследования, которые решили не принимать участие или которых невозможно получить по другим причинам.Отсутствие ответа может увеличить вероятность предвзятости, например когда респонденты отличаются от не респондентов. (См. Также определение в Википедии)
Соотношение шансов (ОШ)
Статистический показатель, используемый в эпидемиологических исследованиях для описания силы связи между воздействием или фактором и конкретным заболеванием или исходом. Отношение шансов (OR) — это относительная мера риска, описывающая, насколько вероятно, что кто-то, подвергшийся воздействию исследуемого фактора, разовьет исход по сравнению с кем-то, кто не подвергается воздействию.Например, исследование случай-контроль, посвященное курению и раку легких, показало, что отношение шансов составляет 17,4, то есть вероятность курения среди пациентов с раком легких была более чем в 17 раз выше, чем вероятность курения среди контрольной группы. (См. Также определение Британского медицинского журнала)
Эффект плацебо
Благотворное воздействие на здоровье, вызванное психологическими факторами из-за веры человека в то, что что-то полезно.
Объединенный анализ
Статистический анализ, аналогичный метаанализу, в котором результаты ряда связанных исследований (т.е. общий протокол) объединены, чтобы предоставить общее резюме.
Популяционное исследование
Тип исследования, в которое входят участники из всего населения определенной области. Например, исследование, посвященное изучению использования мобильных телефонов и опухолей мозга среди жителей Мельбурна.
Плотность мощности
Мощность на единицу объема, выраженная в ваттах на квадратный метр (Вт / м 2 )
Частота сети
Частота, с которой электрический ток передается от электростанции к конечному пользователю.В Австралии и в большинстве стран мира частота сети составляет 50 Гц, хотя в некоторых странах, включая США, она составляет 60 Гц. (См. Чрезвычайно низкую частоту)
Распространенность
Доля населения, пораженного определенным заболеванием или состоянием в данный момент времени. (См. Также определение в Википедии)
Провокационное исследование
Экспериментальное исследование на людях, в котором субъекты подвергаются воздействию либо агента, который, как утверждается, вызывает реакцию, либо фиктивного агента, который не должен вызывать реакции.(См. Также определение в Википедии)
Радиочастота
Частотный диапазон, занимающий часть электромагнитного спектра от 3 кГц до 300 ГГц (от 3000 Гц до 300000000 Гц). Радиочастота (RF) в основном используется для телекоммуникационных целей, включая телевидение, AM / FM-радио и мобильную телефонию. (См. Также информационный бюллетень «Радиочастотное излучение»)
Рандомизированный эксперимент
Экспериментальная процедура, при которой экспериментальные единицы (например, исследуемое воздействие) случайным образом распределяются по разным группам.Например, если провокационное исследование изучает эффекты радиочастотного (РЧ) излучения, тогда добровольцы в исследовании либо подвергаются радиочастотному воздействию, либо имитируются с использованием рандомизации
Смещение отзыва
Тип предвзятости, которая возникает в эпидемиологических исследованиях, когда историческая информация о пациентах является неточной. Например, в исследованиях случай-контроль случаи могут быть завышены, особенно если широко известно, что оно связано с изучаемым заболеванием.
Контрольный уровень
Альтернативные средства демонстрации соблюдения обязательного предела (основного ограничения) на воздействие определенного электромагнитного поля (например,грамм. радиочастотное излучение), в котором используются более практичные для измерения величины. Контрольные уровни сформулированы консервативно, так что соответствие контрольным уровням обеспечивает соблюдение основных ограничений.
Ретроспективное исследование
Исследование, которое оглядывается назад во времени, обычно с использованием медицинских карт (ретроспективное когортное исследование) и интервью с пациентами, которые уже знают о своей болезни (исследование «случай-контроль»). Преимущество ретроспективных исследований состоит в том, что они дешевле и занимают меньше времени, однако источники ошибок из-за искажения и систематической ошибки более распространены в ретроспективных исследованиях, чем в проспективных исследованиях (например,грамм. перспективная когорта).
Обратная причинность
Обратная причинно-следственная связь — это когда в исследовании сообщается, что X вызывает Y, но на самом деле Y вызывает X. Например, исследование, в котором сообщается, что люди, у которых мозги замораживаются, с большей вероятностью едят мороженое, является примером обратной причинно-следственной связи, поскольку мы знаем, что едят мороженое. является причиной зависания мозга.
Фактор риска
Фактор риска — это любой атрибут, характеристика или воздействие, связанные с повышенным риском заболевания или неблагоприятным исходом для здоровья.Фактор риска не обязательно может быть причинным. См. Также определение в Википедии.
Коэффициент риска
Статистическая мера, используемая в эпидемиологических исследованиях для описания риска заболевания или исхода по отношению к конкретному воздействию (также называется относительным риском — Википедия). Это отношение вероятности результата, наступающего в группе, подвергшейся воздействию определенного агента или фактора, по сравнению с группой, не подвергшейся воздействию. Например, когортное исследование, посвященное курению и сердечным заболеваниям, показало, что коэффициент риска равен 5.2, то есть у курильщиков в пять раз больше шансов заболеть сердечно-сосудистыми заболеваниями, чем у некурящих.
Смещение выбора
Тип систематической ошибки, связанной с выбором субъектов для исследования. Если выборка субъектов не является репрезентативной для целевой популяции, результаты исследования могут быть недействительными. Например, в исследовании курения и рака легких «случай-контроль» связь между ними будет слабее, если контрольная группа будет выбрана из больничной популяции (поскольку курение связано со многими другими заболеваниями, приводящими к госпитализации), чем если бы контрольная группа была выбран из общей популяции.(См. Также определение Национального института рака)
Имитация разоблачения
Условия окружающей среды экспонированных образцов / субъектов, но в отсутствие воздействия. Обычно ассоциируется с элементами управления.
Удельная абсорбция
Показатель скорости поглощения электромагнитной энергии телом при воздействии радиочастотного излучения. Удельная скорость поглощения или SAR определяется как мощность, потребляемая на единицу массы ткани, и измеряется в ваттах на килограмм (Вт / кг).
Статическое поле
Электрическое или магнитное поле, которое не меняется со временем (т.е. имеет частоту 0 Гц).
Статистическая мощность
Мощность статистического теста — это вероятность того, что тест отклонит нулевую гипотезу, когда нулевая гипотеза на самом деле ложна, то есть вероятность того, что исследование обнаружит эффект, когда есть эффект, который должен быть обнаружен. Статистическая мощность в основном зависит от размера эффекта и размера выборки, используемой для его обнаружения в исследовании.Более крупные эффекты легче обнаружить, чем более мелкие, в то время как большие размеры выборки обеспечивают большую чувствительность теста, чем маленькие размеры выборки. (См. Также определение в Википедии).
Статистическая значимость
Статистическая концепция, используемая для определения того, является ли результат расследования результатом взаимосвязи между конкретными факторами или случайностью. (См. Также определение в Википедии).
Субъективные симптомы
Симптомы здоровья, которые наблюдаются только пациентом и не могут быть объективно подтверждены i.е. по замерам.
Систематический обзор
Обзор литературы, который следует конкретным целям, материалам и методам и проводится в соответствии с конкретной и воспроизводимой методологией (систематическим способом), чтобы ответить на конкретный вопрос исследования.

Это не то, что вы ищете?

Изменение направления магнитного поля Земли заняло в три раза больше времени, чем предполагалось

Известно, что магнитное поле Земли меняет направление с несколько пугающей регулярностью: магнитный север переключается на юг и наоборот.Процессы, которые приводят к этим изменениям, плохо изучены; Ученые знают, что последний поворот произошел около 773000 лет назад, но точно неизвестно, что именно происходит в ядре нашей планеты, чтобы вызвать это изменение. Новое исследование, однако, могло бы помочь прояснить основную причину, потому что оно предполагает, что обращение вспять занимает гораздо больше времени, чем мы думали. Полученные данные также могут иметь потенциальные последствия для человечества во время следующего переворота.

В своей статье, опубликованной сегодня в журнале Science Advances , , Брэд Сингер из Университета Висконсин-Мэдисон и его коллеги подсчитали, что последняя инверсия магнитного поля Земли длилась примерно 22 000 лет.Предыдущие исследования подсчитали, что это явление длится от 4000 до 9000 лет. Новое число означает, что переход — более бурное событие, чем мы думали. «Процесс разворота намного сложнее и, по нашей оценке, длился дольше», — говорит Сингер. «Наше исследование указывает на более длительный и сложный процесс вождения и движения инверсии геомагнитного поля».

Для проведения расчетов команда использовала данные из множества источников, которые содержат историческую информацию о предыдущем магнитном переключении Земли, известном как разворот Матуямы-Брюнеса.Одним из доказательств были потоки лавы, которые действуют как капсула времени, потому что их богатые железом минералы совпадают с направлением магнитного поля планеты, когда лава затвердевает. Исследователи могут изучать изотопы аргона в потоках лавы, чтобы датировать их и составить четкую картину активности магнитного поля в определенный момент времени.

Полученные данные предполагают, что магнитное дипольное поле Земли начало коллапсировать около 795 000 лет назад и испытало так называемый скачок, при котором поле падает до значительной части своей первоначальной силы, но не меняется на противоположное.Последняя экскурсия — событие Лашампа — произошла около 41 000 лет назад. Немного восстановившись 784000 лет назад, поле планеты затем снова рухнуло и, в конечном итоге, изменило ориентацию 11000 лет спустя, при этом окончательный процесс смены полярности длился 4000 лет. «Записи о потоках лавы ясно показывают, что это пара попыток динамо-машины перевернуть полярность, имевших место до окончательного, кульминационного переворота», — говорит Сингер.

Результаты могут иметь важные последствия для следующего перемагничивания Земли, к которому, по мнению некоторых ученых, мы приближаемся.Во время экскурсии или поворота магнитное поле значительно ослабевает и позволяет большему количеству космических лучей достигать поверхности планеты. Эти энергичные частицы из космоса могут нанести вред жизни на Земле, если слишком много достигнет поверхности. Кроме того, у спутников на орбите больше не будет магнитного поля планеты для защиты их чувствительной электроники, что сделает их более уязвимыми для повреждения космическими лучами. «Если диполь исчезнет, ​​исчезнет и экран, защищающий нас от входящих частиц космических лучей», — говорит Квентин Саймон из Европейского центра исследований и обучения в области наук об окружающей среде (CEREGE), который не принимал участия в исследовании. .

Датируя продолжительность инверсии, исследователи также могут исследовать детали того, что происходит в ядре Земли во время этого события. «Возможно, вам придется ослабить поле на несколько тысяч лет, чтобы получить инверсию, потому что внутреннее ядро ​​твердое», — говорит Сингер. «Если вы отключите магнитное поле в жидком внешнем ядре, внутри твердого внутреннего ядра появится магнитная энергия, которая исчезнет через несколько тысяч лет».

Однако не все согласны с выводами Зингера.Николас Тувени, также из CEREGE, говорит, что данные из кернов отложений, взятых со дна океана, указывают на более короткую продолжительность инверсии, самое большее 8000 лет, а не 22000, и что данные о потоках лавы не «обеспечивают надежные временные ряды». Зингер, однако, говорит, что данные о потоках лавы подтверждаются и другими наблюдениями. И он предлагает, чтобы Тывени и его коллеги не приняли во внимание период до разворота. «Наши результаты ясно показывают, что за 22 000 лет, предшествовавших этому короткому периоду, динамо-машина внешнего ядра стала очень нестабильной и дважды пыталась изменить полярность до 773 000 лет назад», — говорит он.Дополнительные данные и анализы в будущем, в сочетании с более совершенными моделями ядра Земли, должны помочь установить время и дать нам лучшее представление о том, что может быть у магнитного поля планеты в будущем.

Лаборатория сильнопольных магнитов (HFML)


Если оставить в стороне научную фантастику, наука знает разные способы левитации. Например, вертолет можно рассматривать как очень впечатляющее левитационное устройство, которое использует поток воздуха для удержания в воздухе.

Ученые также нашли много способов левитировать объекты без шума или без потребности в бензине или воздухе, используя электромагнитные поля. Левитирующие поезда и левитирующие дисплеи — всего лишь два примера электромагнитной левитации. Однако для удержания объекта на плаву всегда требуется источник энергии (по крайней мере, двигатель или аккумулятор). Удалите аккумулятор, и левитация неизбежно прекратится.

Реальная левитация

Современная наука знает только один способ достичь настоящей левитации, такой, что не требуется дополнительных затрат энергии, а левитация может длиться вечно.Эта левитация использует диамагнетизм, способность многих материалов отводить часть внешнего магнитного поля. Электроны в таких материалах немного меняют свои орбиты, вытесняя внешнее поле. В результате диамагнитные материалы отталкиваются сильными магнитными полями.

Три основные схемы, использующие различные аспекты диамагнетизма, обеспечивают истинную левитацию:

Сверхпроводящая левитация


Сверхпроводники обладают идеальным диамагнетизмом и полностью исключают магнитное поле при низких температурах.На картинке изображен борец сумо, стоящий на платформе с левитирующим магнитом, который парит над высокотемпературным сверхпроводником. Сверхпроводник охлаждается жидким воздухом и спрятан под платформой.

Обычные вещи, даже люди, могут левитировать, если их поместить в сильное магнитное поле.Хотя большинство обычных материалов, таких как дерево или пластик, кажутся немагнитными, все они обладают очень слабым диамагнетизмом. Такие материалы можно левитировать с помощью магнитных полей силой около 10 Тесла.

Очень низкие температуры (такие, что воздух превращается в жидкость) и мощные магниты (такие, что кастрюли вытягиваются с расстояния в несколько метров) — это не то, что вы, вероятно, будете иметь дома, чтобы иметь возможность наблюдать сверхпроводящую или диамагнитную левитацию.Теперь, наконец, появился способ создать миниатюрные левитирующие устройства.

Электродвигатель

— Википедия, бесплатная энциклопедия

Из Википедии, свободной энциклопедии

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическое движение. Обратная задача — преобразование механического движения в электрическую энергию — выполняется генератором или динамо-машиной.Во многих случаях два устройства различаются только своим применением и незначительными деталями конструкции, а в некоторых приложениях используется одно устройство для выполнения обеих ролей. Например, тяговые двигатели, используемые на локомотивах, часто выполняют обе задачи, если локомотив оборудован динамическими тормозами.

Эксплуатация

Большинство электродвигателей работают за счет электромагнетизма, но также существуют двигатели, основанные на других электромеханических явлениях, таких как электростатические силы и пьезоэлектрический эффект. Фундаментальный принцип, на котором основаны электромагнитные двигатели, заключается в том, что на любой провод действует механическая сила, когда он проводит электричество, находясь в магнитном поле.Сила описывается законом силы Лоренца и перпендикулярна как проводу, так и магнитному полю. Большинство магнитных двигателей являются вращающимися, но существуют и линейные типы. В роторном двигателе вращающаяся часть (обычно внутри) называется ротором, а неподвижная часть — статором. Ротор вращается, потому что провода и магнитное поле расположены так, что вокруг оси ротора создается крутящий момент. Двигатель содержит электромагниты, намотанные на раму. Хотя эту раму часто называют арматурой, этот термин часто используют ошибочно.Правильно, якорь — это та часть двигателя, на которую подается входное напряжение. В зависимости от конструкции машины якорь может служить как ротор, так и статор.

Двигатели постоянного тока

Электродвигатели различных типоразмеров.

Один из первых электромагнитных роторных двигателей был изобретен Майклом Фарадеем в 1821 году и состоял из свободно висящего провода, погруженного в бассейн с ртутью. Постоянный магнит был помещен в середину ртутной ванны. Когда через провод пропускался ток, он вращался вокруг магнита, показывая, что ток порождал круговое магнитное поле вокруг провода.Этот двигатель часто демонстрируется на школьных уроках физики, но иногда вместо токсичной ртути используется рассол (соленая вода). Это простейшая форма класса электродвигателей, называемых униполярными двигателями. Более поздняя доработка — Колесо Барлоу.

В другой ранней конструкции электродвигателя использовался поршень возвратно-поступательного действия внутри переключаемого соленоида; концептуально его можно рассматривать как электромагнитную версию двухтактного двигателя внутреннего сгорания.

Современный двигатель постоянного тока был изобретен случайно в 1873 году, когда Зеноб Грамм соединил вращающуюся динамо-машину со вторым аналогичным устройством, приведя его в действие как двигатель.

Классический двигатель постоянного тока имеет вращающийся якорь в виде электромагнита. Поворотный переключатель, называемый коммутатором, меняет направление электрического тока дважды за цикл, чтобы он протекал через якорь, так что полюса электромагнита толкаются и притягиваются к постоянным магнитам на внешней стороне двигателя. Когда полюса электромагнита якоря проходят через полюса постоянных магнитов, коммутатор меняет полярность электромагнита якоря. В момент переключения полярности инерция поддерживает классический двигатель в нужном направлении.(См. Схемы ниже.)

Простой электродвигатель постоянного тока. Когда катушка запитана, вокруг якоря создается магнитное поле. Левая сторона якоря отодвигается от левого магнита и тянется вправо, вызывая вращение. Якорь продолжает вращаться. Когда якорь выравнивается по горизонтали, коммутатор меняет направление тока через катушку, изменяя направление магнитного поля. Затем процесс повторяется.

Электродвигатель постоянного тока с возбуждением от возбуждения

Постоянные магниты на внешней стороне (статоре) двигателя постоянного тока могут быть заменены электромагнитами.Изменяя ток возбуждения, можно изменять соотношение скорость / крутящий момент двигателя. Обычно обмотка возбуждения размещается последовательно (последовательно намотанная) с обмоткой якоря для получения низкоскоростного двигателя с высоким крутящим моментом, параллельно (параллельная обмотка) с якорем для получения высокоскоростного двигателя с низким крутящим моментом или для частичной обмотки. параллельно и частично последовательно (составная намотка) для баланса, обеспечивающего стабильную скорость в диапазоне нагрузок. Дальнейшее уменьшение тока возбуждения возможно для получения еще более высокой скорости, но, соответственно, более низкого крутящего момента, что называется режимом «слабого поля».

Регулировка скорости

Вообще говоря, скорость вращения двигателя постоянного тока пропорциональна приложенному к нему напряжению, а крутящий момент пропорционален току. Регулировка скорости может быть достигнута с помощью регулируемых выводов аккумуляторной батареи, переменного напряжения питания, резисторов или электронного управления. Направление двигателя постоянного тока с обмоткой возбуждения можно изменить, поменяв местами подключения возбуждения или якоря, но не то и другое вместе, это обычно делается с помощью специального набора контакторов (контакторов направления).

Эффективное напряжение можно изменять, вставляя последовательный резистор или с помощью переключающего устройства с электронным управлением, состоящего из тиристоров, транзисторов или, исторически, ртутных дуговых выпрямителей. В цепи, известной как прерыватель, среднее напряжение, приложенное к двигателю, изменяется путем очень быстрого переключения напряжения питания. Поскольку отношение «включено» к «выключено» изменяется для изменения среднего приложенного напряжения, скорость двигателя изменяется. Быстрое переключение требует меньше энергии, чем последовательные резисторы.Выходные фильтры сглаживают среднее напряжение, подаваемое на двигатель, и снижают шум двигателя.

Поскольку двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой развивает максимальный крутящий момент на низкой скорости, он часто используется в тяговых устройствах, таких как электровозы и трамваи. Другое применение — стартеры для бензиновых и небольших дизельных двигателей. Серийные двигатели никогда не должны использоваться в приложениях, где привод может выйти из строя (например, ременные передачи). По мере ускорения двигателя ток якоря (и, следовательно, возбуждения) уменьшается.Уменьшение поля заставляет двигатель ускоряться (см. «Слабое поле» в последнем разделе). Как следствие, скорость двигателя стремится к бесконечности, но двигатель самоуничтожится, прежде чем начнет так быстро вращаться.

Одним из интересных методов управления скоростью двигателя постоянного тока был Ward-Leonard Control. Это метод управления двигателем постоянного тока (обычно с шунтирующей или составной обмоткой) и был разработан как метод обеспечения двигателя с регулируемой скоростью от источника переменного тока, хотя он имел свои преимущества в схемах постоянного тока.Источник переменного тока используется для привода двигателя переменного тока, обычно асинхронного двигателя, который приводит в действие генератор постоянного тока или динамо-машину. Выход постоянного тока из якоря напрямую подключен к якорю двигателя постоянного тока (обычно идентичной конструкции). Шунтирующие обмотки возбуждения обеих машин постоянного тока возбуждаются через переменный резистор от якоря генератора. Этот переменный резистор обеспечивает исключительно хорошее управление скоростью от состояния покоя до полной скорости и постоянный крутящий момент. Этот метод управления был фактически методом с момента его разработки до тех пор, пока его не вытеснили твердотельные тиристорные системы.Он находил применение практически в любой среде, где требовалось хорошее управление скоростью, от пассажирских лифтов до обмотки головок больших шахтных карьеров и даже промышленного технологического оборудования и электрических кранов. Его принципиальным недостатком было то, что для реализации схемы требовалось 3 машины (5 в очень больших установках, поскольку машины постоянного тока часто дублировались и управлялись тандемным переменным резистором). Во многих случаях установка двигатель-генератор часто оставалась постоянно работающей, чтобы избежать задержек, которые в противном случае были бы вызваны ее запуском по мере необходимости.На момент написания (май 2006 г.) существует множество устаревших установок Ward-Leonard.

Универсальные двигатели

Вариантом электродвигателя постоянного тока является универсальный электродвигатель . Название происходит от того факта, что он может использовать переменный или постоянный ток питания, хотя на практике они почти всегда используются с источниками переменного тока. Принцип заключается в том, что в двигателе постоянного тока с обмоткой поля ток как в поле, так и в якоре (и, следовательно, результирующие магнитные поля) будут чередоваться (обратная полярность) в одно и то же время, и, следовательно, генерируемая механическая сила всегда в одном и том же направлении. .На практике двигатель должен быть специально спроектирован для работы с переменным током (необходимо учитывать импеданс, а также пульсирующую силу), и получаемый в результате двигатель обычно менее эффективен, чем эквивалентный чистый двигатель DC . При работе на нормальных частотах линии электропередачи максимальная мощность универсальных двигателей ограничена, а двигатели мощностью более одного киловатта встречаются редко. Но универсальные двигатели также составляют основу традиционного железнодорожного тягового двигателя. В этом приложении, чтобы сохранить высокий электрический КПД, они работали от источников переменного тока с очень низкой частотой с частотой 25 Гц и 16 2/3 Гц.Поскольку это универсальные двигатели, локомотивы, использующие эту конструкцию, также обычно могли работать от третьего рельса с питанием от постоянного тока.

Преимущество универсального двигателя заключается в том, что источники питания переменного тока могут использоваться на двигателях, которые имеют типичные характеристики двигателей постоянного тока, в частности, высокий пусковой момент и очень компактную конструкцию, если используются высокие скорости вращения. Отрицательный аспект — проблемы с обслуживанием и коротким сроком службы, вызванные коммутатором. В результате такие двигатели обычно используются в устройствах переменного тока, таких как миксеры для пищевых продуктов и электроинструменты, которые используются только с перерывами.Непрерывное управление скоростью универсального двигателя, работающего на переменном токе, очень легко достигается с помощью тиристорной схемы, в то время как ступенчатое регулирование скорости может осуществляться с помощью нескольких отводов на катушке возбуждения. Бытовые блендеры, рекламирующие много скоростей, часто сочетают в себе катушку возбуждения с несколькими ответвлениями и диод, который можно вставить последовательно с двигателем (в результате чего двигатель работает на полуволновом постоянном токе с половиной среднеквадратичного напряжения линии питания переменного тока).

В отличие от двигателей переменного тока, универсальные двигатели могут легко превысить один оборот за цикл сетевого тока.Это делает их полезными для таких приборов, как блендеры, пылесосы и фены, где требуется высокая скорость работы. Моторы многих пылесосов и триммеров для сорняков превышают 10 000 об / мин, Dremel и другие подобные миниатюрные шлифовальные машины часто превышают 30 000 об / мин. Теоретически универсальный двигатель, которому разрешено работать без механической нагрузки, будет превышать скорость, что может привести к его повреждению. В реальной жизни, однако, различное трение подшипников, «парусность» якоря и нагрузка любого встроенного охлаждающего вентилятора — все это предотвращает превышение скорости.

Из-за очень низкой стоимости полупроводниковых выпрямителей в некоторых приложениях, в которых раньше использовался универсальный двигатель, теперь используется чистый двигатель постоянного тока, обычно с полем постоянного магнита. Это особенно верно, если полупроводниковая схема также используется для регулирования скорости.

Преимущества универсального двигателя и распределения переменного тока сделали установку низкочастотной системы распределения тягового тока экономичной для некоторых железнодорожных установок. На достаточно низких частотах характеристики двигателя примерно такие же, как если бы двигатель работал от постоянного тока.Использовались частоты всего 16 2/3 Гц.

Двигатели переменного тока

Типичный двигатель переменного тока состоит из двух частей:

  1. Внешний неподвижный статор с катушками, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля, и;
  2. Внутренний ротор, прикрепленный к выходному валу, на который создается крутящий момент вращающимся полем.

Существует два основных типа двигателей переменного тока в зависимости от типа используемого ротора:

  • Синхронный двигатель, который вращается точно с частотой питающей сети или долей частоты питающей сети, и;
  • Асинхронный двигатель, который вращается немного медленнее и обычно (хотя и не всегда) имеет форму двигателя с короткозамкнутым ротором.

Принцип вращающегося магнитного поля, который обычно приписывают Николе Тесле в 1882 году или около того, использовался такими учеными, как Майкл Фарадей в 1820-х годах, а затем Джеймс Клерк Максвелл. Тесла, однако, использовал этот принцип для разработки уникального двухфазного асинхронного двигателя в 1883 году. Михаэль фон Доливо-Добровльски изобрел первый современный трехфазный «ротор с клеткой» в 1890 году. Введение двигателя с 1888 года и далее положило начало тому, что известно. как Вторая промышленная революция, сделавшая возможным эффективное производство и распределение электроэнергии на большие расстояния с использованием системы передачи переменного тока, также изобретение Теслы (1888 г.) [1].Первая успешная коммерческая трехфазная система генерации и передачи на большие расстояния была спроектирована Альмерианом Декером в Милл-Крик № 1 [2] в Редлендс, Калифорния. [3]

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока мощностью 1 л.с. (746 Вт) и 25 Вт с небольшими двигателями от проигрывателя компакт-дисков, игрушек и привода считывателя компакт-дисков и DVD-дисков.

Там, где имеется многофазный источник питания, обычно используется трехфазный (или многофазный) асинхронный двигатель переменного тока, особенно для двигателей большей мощности.Разность фаз между тремя фазами многофазного источника питания создает вращающееся электромагнитное поле в двигателе.

Благодаря электромагнитной индукции вращающееся магнитное поле индуцирует ток в проводниках в роторе, который, в свою очередь, создает уравновешивающее магнитное поле, которое заставляет ротор вращаться в направлении вращения поля. Ротор всегда должен вращаться медленнее, чем вращающееся магнитное поле, создаваемое многофазным источником питания; в противном случае в роторе не будет создаваться уравновешивающее поле.

Асинхронные двигатели

являются «рабочими лошадками» промышленности, и двигатели мощностью до 500 кВт производятся в строго стандартизированных типоразмерах, что делает их почти полностью взаимозаменяемыми между производителями (хотя стандартные размеры в Европе и Северной Америке различаются). Очень большие синхронные двигатели могут иметь выходную мощность в десятки тысяч кВт для трубопроводных компрессоров и приводов в аэродинамической трубе.

В асинхронных двигателях используются два типа роторов.

Роторы с короткозамкнутым ротором: В большинстве двигателей переменного тока используется ротор с короткозамкнутым ротором, который можно найти практически во всех бытовых и легких промышленных двигателях переменного тока.Беличья клетка получила свое название от своей формы — кольца на обоих концах ротора, с перемычками, соединяющими кольца по длине ротора. Обычно это литой алюминий или медь, залитые между железными пластинами ротора, и обычно видны только концевые кольца. Подавляющее большинство токов ротора будет проходить через стержни, а не через ламинаты с более высоким сопротивлением и обычно покрытые лаком. Очень низкие напряжения при очень высоких токах типичны для шин и концевых колец; В двигателях с высоким КПД часто используется литая медь для уменьшения сопротивления ротора.

В работе двигатель с короткозамкнутым ротором можно рассматривать как трансформатор с вращающейся вторичной обмоткой — когда ротор не вращается синхронно с магнитным полем, индуцируются большие токи ротора; большие токи ротора намагничивают ротор и взаимодействуют с магнитными полями статора, чтобы синхронизировать ротор с полем статора. Двигатель с короткозамкнутым ротором без нагрузки при синхронной скорости будет потреблять электроэнергию только для поддержания скорости ротора с учетом потерь на трение и сопротивление; по мере увеличения механической нагрузки будет увеличиваться и электрическая нагрузка — электрическая нагрузка по своей природе связана с механической нагрузкой.Это похоже на трансформатор, где электрическая нагрузка первичной обмотки связана с электрической нагрузкой вторичной обмотки.

Вот почему, например, двигатель воздуходувки с короткозамкнутым ротором может привести к затемнению света в доме при запуске, но не приглушает свет, когда его вентиляторный ремень (и, следовательно, механическая нагрузка) снимается. Кроме того, остановившийся двигатель с короткозамкнутым ротором (перегруженный или с заклинившим валом) будет потреблять ток, ограниченный только сопротивлением цепи, при попытке запуска. Если что-то еще не ограничивает ток (или не отключает его полностью), вероятным результатом является перегрев и разрушение изоляции обмотки.

Практически каждая стиральная машина, посудомоечная машина, отдельный вентилятор, проигрыватель и т. Д. Использует какой-либо вариант двигателя с короткозамкнутым ротором.

Ротор с обмоткой: Альтернативная конструкция, называемая ротором с обмоткой, используется, когда требуется регулировка скорости. В этом случае ротор имеет такое же количество полюсов, что и статор, а обмотки выполнены из проволоки, соединенной с контактными кольцами на валу. Угольные щетки подключают контактные кольца к внешнему контроллеру, например, к переменному резистору, который позволяет изменять скорость скольжения двигателя.В некоторых мощных приводах с регулируемой скоростью вращения ротора энергия частоты скольжения улавливается, выпрямляется и возвращается в источник питания через инвертор.

По сравнению с роторами с короткозамкнутым ротором, двигатели с фазным ротором дороги и требуют обслуживания контактных колец и щеток, но они были стандартной формой для регулирования скорости до появления компактных силовых электронных устройств. Транзисторные инверторы с частотно-регулируемым приводом теперь могут использоваться для управления скоростью, а двигатели с фазным ротором становятся все реже.(Транзисторные инверторные приводы также позволяют использовать более эффективные трехфазные двигатели, когда доступен только однофазный сетевой ток, но это никогда не используется в бытовых приборах, потому что это может вызвать электрические помехи и из-за высоких требований к мощности. )

Используются несколько способов запуска многофазного двигателя. Там, где допустимы большой пусковой ток и высокий пусковой момент, двигатель можно запустить через линию, подав полное линейное напряжение на клеммы.Там, где необходимо ограничить пусковой пусковой ток (если двигатель большой по сравнению с мощностью короткого замыкания источника питания), используется пуск с пониженным напряжением с использованием последовательных катушек индуктивности, автотрансформатора, тиристоров или других устройств. Иногда используется метод пуска со звезды на треугольник, когда катушки двигателя сначала соединяются звездой для ускорения нагрузки, а затем переключаются на треугольник, когда нагрузка достигает скорости. Этот метод более распространен в Европе, чем в Северной Америке.Транзисторные приводы могут напрямую изменять приложенное напряжение в зависимости от пусковых характеристик двигателя и нагрузки.

Этот тип двигателя становится все более распространенным в тяговых приложениях, таких как локомотивы, где он известен как асинхронный тяговый двигатель.

Скорость двигателя переменного тока определяется в первую очередь частотой сети переменного тока и количеством полюсов в обмотке статора в соответствии с соотношением:

N s = 120 F / p

где

N с = Синхронная скорость, в оборотах в минуту
F = частота переменного тока
p = Количество полюсов на фазную обмотку

Фактическая частота вращения асинхронного двигателя будет меньше этой расчетной синхронной скорости на величину, известную как скольжение , которая увеличивается с создаваемым крутящим моментом.Без нагрузки скорость будет очень близка к синхронной. При нагрузке стандартные двигатели имеют скольжение 2-3%, специальные двигатели могут иметь скольжение до 7%, а класс двигателей, известный как моментные двигатели , рассчитан на работу при 100% скольжении (0 об / мин / полный останов).

Скольжение двигателя переменного тока рассчитывается по:

S = ( N s N r ) / N s

где

N r = Скорость вращения в оборотах в минуту.
S = нормализованное скольжение, от 0 до 1.

В качестве примера типичный четырехполюсный двигатель, работающий на частоте 60 Гц, может иметь номинальную мощность на паспортной табличке 1725 об / мин при полной нагрузке, в то время как его расчетная скорость составляет 1800.

Скорость в этом типе двигателя традиционно изменялась за счет наличия дополнительных наборов катушек или полюсов в двигателе, которые можно включать и выключать для изменения скорости вращения магнитного поля. Однако развитие силовой электроники означает, что частота источника питания теперь также может быть изменена, чтобы обеспечить более плавное управление скоростью двигателя.

Трехфазные синхронные двигатели переменного тока

Если соединения с обмотками ротора трехфазного двигателя сняты на контактных кольцах и пропустить отдельный ток возбуждения для создания непрерывного магнитного поля (или если ротор состоит из постоянного магнита), результат называется синхронным. двигатель, потому что ротор будет вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем, создаваемым многофазным источником питания.

Синхронный двигатель также может использоваться в качестве генератора переменного тока.

В настоящее время синхронные двигатели часто приводятся в действие транзисторными частотно-регулируемыми приводами. Это значительно облегчает запуск массивного ротора большого синхронного двигателя. Они также могут запускаться как асинхронные двигатели с использованием обмотки с короткозамкнутым ротором, которая имеет общий ротор: как только двигатель достигает синхронной скорости, в обмотке с короткозамкнутым ротором не индуцируется ток, поэтому он мало влияет на синхронную работу двигателя. помимо стабилизации скорости двигателя при изменении нагрузки.

Синхронные двигатели иногда используются в качестве тяговых двигателей; TGV может быть самым известным примером такого использования.

Однофазные асинхронные двигатели переменного тока

Трехфазные двигатели по своей природе создают вращающееся магнитное поле. Однако, когда доступна только однофазная мощность, вращающееся магнитное поле должно создаваться другими способами. Обычно используются несколько методов.

Обычным однофазным двигателем является двигатель с расщепленными полюсами, который используется в устройствах, требующих низкого крутящего момента, таких как электрические вентиляторы или другие небольшие бытовые приборы.В этом двигателе небольшие одновитковые медные «затеняющие катушки» создают движущееся магнитное поле. Часть каждого полюса окружена медной катушкой или лентой; индуцированный ток в перемычке противодействует изменению потока через катушку (закон Ленца), так что максимальная напряженность поля перемещается через поверхность полюса в каждом цикле, создавая необходимое вращающееся магнитное поле.

Другой распространенный однофазный электродвигатель переменного тока — это асинхронный электродвигатель с расщепленной фазой , обычно используемый в основных бытовых приборах, таких как стиральные машины и сушилки для одежды.По сравнению с двигателями с экранированными полюсами эти двигатели обычно могут обеспечивать гораздо больший пусковой крутящий момент за счет использования специальной пусковой обмотки в сочетании с центробежным переключателем.

В электродвигателях с расщепленной фазой пусковая обмотка спроектирована с более высоким сопротивлением, чем рабочая обмотка. Это создает цепь LR, которая немного сдвигает фазу тока в пусковой обмотке. Когда двигатель запускается, пусковая обмотка подключается к источнику питания через набор подпружиненных контактов, на которые нажимает еще не вращающийся центробежный переключатель.Пусковая обмотка намотана с меньшим количеством витков провода меньшего диаметра, чем основная обмотка, поэтому она имеет меньшую индуктивность (L) и более высокое сопротивление (R). Более низкое отношение L / R создает небольшой фазовый сдвиг, не более примерно 30 градусов, между потоком, обусловленным основной обмоткой, и потоком пусковой обмотки. Начальное направление вращения можно изменить на обратное, просто поменяв местами соединения пусковой обмотки относительно рабочей обмотки.

Фаза магнитного поля в этой пусковой обмотке смещена от фазы сетевого питания, что позволяет создать движущееся магнитное поле, которое запускает двигатель.Когда двигатель достигает скорости, близкой к расчетной, срабатывает центробежный выключатель, размыкая контакты и отсоединяя пусковую обмотку от источника питания. Тогда двигатель работает только на ходовой обмотке. Пусковую обмотку необходимо отключить, так как это приведет к увеличению потерь в двигателе.

В конденсаторном пусковом двигателе пусковой конденсатор вставлен последовательно с пусковой обмоткой, создавая LC-цепь, способную к гораздо большему фазовому сдвигу (и, следовательно, гораздо большему пусковому крутящему моменту).Конденсатор, естественно, увеличивает стоимость таких двигателей.

Другой вариант — двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC) (также известный как конденсаторный двигатель запуска и запуска). Этот двигатель работает аналогично двигателю с конденсаторным пуском, описанному выше, но здесь нет переключателя центробежного пуска, а вторая обмотка постоянно подключена к источнику питания. Двигатели PSC часто используются в кондиционерах, вентиляторах и воздуходувках, а также в других случаях, когда требуется регулируемая скорость. Изменяя ответвления на ходовой обмотке, но сохраняя постоянную нагрузку, двигатель можно заставить работать с разными скоростями.Также при условии, что все 6 соединений обмоток доступны по отдельности, трехфазный двигатель может быть преобразован в двигатель для запуска и запуска конденсатора путем объединения двух обмоток и подключения третьей через конденсатор для работы в качестве пусковой обмотки.

Отталкивающие двигатели — однофазные двигатели переменного тока с фазным ротором, аналогичные универсальным двигателям. В отталкивающем двигателе щетки якоря закорочены вместе, а не соединены последовательно с полем. Было изготовлено несколько типов отталкивающих двигателей, но наиболее часто использовался асинхронный двигатель с отталкивающим пуском (RS-IR).Двигатель RS-IR имеет центробежный переключатель, который закорачивает все сегменты коммутатора, так что двигатель работает как асинхронный двигатель после разгона до полной скорости. Двигатели RS-IR используются для обеспечения высокого пускового момента на ампер в условиях низких рабочих температур и плохого регулирования напряжения источника. По состоянию на 2006 год продано немного отталкивающих двигателей любого типа.

Однофазные синхронные двигатели переменного тока

Небольшие однофазные двигатели переменного тока также могут быть спроектированы с намагниченными роторами (или несколькими вариантами этой идеи).Роторы в этих двигателях не требуют индуцированного тока, поэтому они не скользят назад против частоты сети. Вместо этого они вращаются синхронно с частотой сети. Из-за высокой точности скорости такие двигатели обычно используются для питания механических часов, проигрывателей виниловых пластинок и ленточных накопителей; раньше они также широко использовались в приборах точного времени, таких как ленточные самописцы или механизмы привода телескопов. Синхронный двигатель с расщепленными полюсами — это одна из версий.

Поскольку инерция затрудняет мгновенный разгон ротора с остановленной до синхронной скорости, этим двигателям обычно требуется какая-то особая функция для запуска.В различных конструкциях используется небольшой асинхронный двигатель (который может использовать те же катушки возбуждения и ротор, что и синхронный двигатель) или очень легкий ротор с односторонним механизмом (чтобы гарантировать, что ротор запускается в «прямом» направлении).

Моментные двигатели

Моментный двигатель — это особый вид асинхронного двигателя, который может работать неограниченное время при остановке (с заблокированным от вращения ротором) без повреждений. В этом режиме двигатель будет прикладывать постоянный крутящий момент к нагрузке (отсюда и название).Обычное применение моментного двигателя — это двигатели подающей и приемной катушек в ленточном накопителе. В этом приложении, приводимые в действие низким напряжением, характеристики этих двигателей позволяют приложить к ленте относительно постоянное легкое натяжение независимо от того, протягивает ли ведущую ленту мимо головок ленты. Управляемые более высоким напряжением (и, следовательно, обеспечивающие более высокий крутящий момент), моментные двигатели также могут работать в режиме быстрой перемотки вперед и назад, не требуя каких-либо дополнительных механизмов, таких как шестерни или муфты.

Шаговые двигатели

Основная статья: Шаговый двигатель

По конструкции тесно связаны с трехфазными синхронными двигателями переменного тока шаговые двигатели, в которых внутренний ротор, содержащий постоянные магниты или большой железный сердечник с выступающими полюсами, управляется набором внешних магнитов, которые переключаются электронно. Шаговый двигатель также можно рассматривать как нечто среднее между электродвигателем постоянного тока и соленоидом. Поскольку каждая катушка поочередно получает питание, ротор выравнивается с магнитным полем, создаваемым обмоткой возбуждения под напряжением.В отличие от синхронного двигателя, в его применении двигатель не может вращаться непрерывно; вместо этого он «шагает» из одного положения в другое по мере того, как обмотки возбуждения последовательно включаются и отключаются. В зависимости от последовательности ротор может вращаться вперед или назад.

Простые драйверы шаговых двигателей полностью включают или полностью обесточивают обмотки возбуждения, приводя ротор к «зубчатой ​​передаче» в ограниченное количество положений; более сложные драйверы могут пропорционально управлять мощностью обмоток возбуждения, позволяя роторам располагаться «между» точками «шестеренки» и, таким образом, вращаться чрезвычайно плавно.Шаговые двигатели с компьютерным управлением — одна из самых универсальных форм систем позиционирования, особенно когда они являются частью цифровой системы с сервоуправлением.

Шаговые двигатели

можно легко поворачивать на определенный угол, и, следовательно, шаговые двигатели используются в дисководах компьютеров, где высокая точность, которую они предлагают, необходима для правильного функционирования, например, жесткого диска или привода компакт-дисков.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Основная статья: Бесщеточный электродвигатель постоянного тока

Многие ограничения классического коллекторного двигателя постоянного тока связаны с необходимостью прижимания щеток к коммутатору.Это создает трение. На более высоких скоростях щеткам становится все труднее поддерживать контакт. Щетки могут отскакивать от неровностей поверхности коллектора, создавая искры. Это ограничивает максимальную скорость машины. Плотность тока на единицу площади щеток ограничивает мощность двигателя. Неидеальный электрический контакт также вызывает электрические помехи. Щетки со временем изнашиваются и требуют замены, а сам коллектор подлежит износу и техническому обслуживанию. Сборка коммутатора на большой машине — дорогостоящий элемент, требующий точной сборки многих деталей.

Эти проблемы устранены в бесщеточном двигателе. В этом двигателе механический «вращающийся переключатель» или узел коммутатора / щеточного устройства заменен внешним электронным переключателем, синхронизированным с положением двигателя. Бесщеточные двигатели обычно имеют КПД 85-90%, тогда как двигатели постоянного тока с щеткой обычно имеют КПД 75-80%.

На полпути между обычными двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями лежит область бесщеточных двигателей постоянного тока. Построенные по принципу, очень похожему на шаговые двигатели, они часто используют внешний ротор с постоянным магнитом , три фазы управляющих катушек, одно или несколько устройств на эффекте Холла для определения положения ротора и соответствующую приводную электронику.Катушки активируются, одна фаза за другой, электроникой привода в соответствии с сигналами датчиков Холла. По сути, они действуют как трехфазные синхронные двигатели, содержащие собственную электронику частотно-регулируемого привода. В специализированном классе контроллеров бесщеточных двигателей постоянного тока для определения положения и скорости используется обратная связь по ЭДС через основные фазовые соединения вместо датчиков Холла. Эти двигатели широко используются в электромобилях с радиоуправлением.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

обычно используются там, где требуется точное управление скоростью, в дисководах компьютеров или в кассетных видеомагнитофонах, когда шпиндели на компакт-дисках, компакт-дисках (и т. Д.)) приводы и механизмы в офисных продуктах, таких как вентиляторы, лазерные принтеры и копировальные аппараты. Они имеют ряд преимуществ перед обычными двигателями:

  • По сравнению с вентиляторами переменного тока, использующими электродвигатели с экранированными полюсами, они очень эффективны и работают намного холоднее, чем эквивалентные электродвигатели переменного тока. Такой холодный режим работы приводит к значительному увеличению срока службы подшипников вентилятора.
  • Без изнашиваемого коммутатора срок службы бесщеточного двигателя постоянного тока может быть значительно больше по сравнению с двигателем постоянного тока, использующим щетки и коммутатор.Коммутация также имеет тенденцию вызывать большое количество электрических и радиочастотных помех; без коммутатора или щеток бесщеточный двигатель может использоваться в электрически чувствительных устройствах, таких как звуковое оборудование или компьютеры.
  • Те же устройства на эффекте Холла, которые обеспечивают коммутацию, также могут обеспечивать удобный сигнал тахометра для приложений с замкнутым контуром (сервоуправлением). В вентиляторах сигнал тахометра может использоваться для получения сигнала «вентилятор исправен».
  • Двигатель можно легко синхронизировать с внутренними или внешними часами, что позволяет точно регулировать скорость.
  • Матовые двигатели нельзя использовать в космическом вакууме, потому что они привариваются к неподвижному положению.

Современные бесщеточные двигатели постоянного тока имеют мощность от долей ватта до многих киловатт. В электромобилях используются более мощные бесщеточные двигатели мощностью до 100 кВт. Они также находят значительное применение в высокопроизводительных электрических моделях самолетов.

Двигатели постоянного тока без сердечника

Ничто в конструкции любого из описанных выше двигателей не требует, чтобы железные (стальные) части ротора действительно вращались; крутящий момент действует только на обмотки электромагнитов.Этим фактом пользуется бесщеточный электродвигатель постоянного тока , специализированная форма щеточного электродвигателя постоянного тока. Эти двигатели, оптимизированные для быстрого разгона, имеют ротор без железного сердечника. Ротор может иметь форму заполненного обмоткой цилиндра внутри магнитов статора, корзины, окружающей магниты статора, или плоского блинчика (возможно, сформированного на печатной монтажной плате), проходящего между верхним и нижним магнитами статора. Обмотки обычно стабилизируются путем пропитки эпоксидной смолой.

Поскольку ротор намного легче по весу (массе), чем обычный ротор, сформированный из медных обмоток на стальных пластинах, ротор может ускоряться намного быстрее, часто достигая механической постоянной времени менее 1 мс. Это особенно верно, если в обмотках используется алюминий, а не более тяжелая медь. Но поскольку в роторе нет металлической массы, которая могла бы служить радиатором, даже небольшие двигатели без сердечника часто должны охлаждаться принудительным воздухом.

Эти двигатели обычно использовались для привода приводов магнитных лент и до сих пор широко используются в высокопроизводительных системах с сервоуправлением.

Линейные двигатели

Линейный двигатель — это, по сути, электродвигатель, который был «раскручен» так, что вместо создания крутящего момента (вращения) он создает линейную силу по всей своей длине, создавая бегущее электромагнитное поле.

Линейные двигатели чаще всего представляют собой асинхронные двигатели или шаговые двигатели. Вы можете найти линейный двигатель в поезде на магнитной подвеске (Transrapid), где поезд «летит» над землей.

Нано мотор

Наномотор, созданный Калифорнийским университетом в Беркли.Диаметр двигателя составляет около 500 нм: в 300 раз меньше диаметра человеческого волоса.

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли разработали подшипники вращения на основе многослойных углеродных нанотрубок. Прикрепив золотую пластину (размером порядка 100 нм) к внешней оболочке подвешенной многослойной углеродной нанотрубки (например, вложенных углеродных цилиндров), они могут электростатически вращать внешнюю оболочку относительно внутреннего ядра. Эти подшипники очень прочные; Устройства колебались тысячи раз без признаков износа.Работа была сделана на месте в SEM. Эти наноэлектромеханические системы (НЭМС) являются следующим шагом в миниатюризации, которая в будущем может найти применение в коммерческих целях.

Примечание: тонкая вертикальная нить посередине — это нанотрубка, к которой прикреплен ротор. Когда внешняя трубка разрезана, ротор может свободно вращаться на подшипнике из нанотрубок.

Процесс и технология показаны на этом рендере.

См. Также

Компоненты:

Ученые и инженеры:

Заявки:

Другое:

Внешние ссылки

Учебники

  • Шейнфилд Д.J., Industrial Electronics for Engineers, Chemists, and Technician, William Andrew Publishing, Norwich, NY, 2001. Самоучитель, в котором кратко рассматриваются электродвигатели, трансформаторы, регуляторы скорости, коды проводки и заземление, транзисторы, цифровые, и т. д. Легко читать и понимать, вплоть до элементарного уровня по каждому предмету, не подходящий справочник для технологов, уже работающих в любой из этих областей.
  • Fitzgerald / Kingsley / Kusko (Fitzgerald / Kingsley / Umans в более поздние годы), * Electric Machinery , классический текст для младших и старших студентов-электриков.Первоначально опубликовано в 1952 году, 6-е издание вышло в 2002 году. Авторы по-прежнему значатся как Фицджеральд / Кингсли / Уманс, хотя Фицджеральд и Кингсли уже скончались.
  • Bedford, B.D .; Hoft, R.G. и др. (1964). Принципы инверторных схем . Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc .. 0 471 06134 4. (цепи инвертора используются для управления скоростью двигателя с переменной частотой)
  • Б. Р. Пелли, «Тиристорные преобразователи с фазовым управлением и циклоконвертеры: работа, управление и производительность» (Нью-Йорк: Джон Вили, 1971).

Список литературы

  • Дональд Г. Финк и Х. Уэйн Бити, Стандартное руководство для инженеров-электриков , одиннадцатое издание , МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, 1978, ISBN 007020974X.
  • Эдвин Дж. Хьюстон и Артур Кеннелли, Последние типы динамо-электрических машин , авторское право American Technical Book Company 1897, опубликовано P.F. Кольер и сыновья Нью-Йорк, 1902
  • Купхальдт, Тони Р. (2000-2006). «Глава 13 ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА», Уроки электрических цепей — Том II .

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *