Марсианская техника по роману Герберта Уэллса "Война миров"

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Марсианская техника по роману Герберта Уэллса "Война миров"

Автор:

Теплухин Тимур

Руководитель

Ветюков Д.А.

Москва, 2012

Введение

Книга «Война миров» (англ. The War of the Worlds) -- роман, написанный Гербертом Уэллсом в 1897 году и показывающий вторжение марсиан на Землю. Книга была посвящена брату Герберта Фрэнку Уэллсу («Моему брату Фрэнку Уэллсу, который подал мне мысль об этой книге»1). Сюжет книги заключается в том, что рассказ ведётся от лица главного героя, жителя Англии начала XX-го века. События происходят в Лондоне и его пригородах: в графстве Суррей, городках Хорселле и Уокинге. Начинается повышение интереса общественности к Марсу. За несколько лет до начала вторжения марсиан астрономы зарегистрировали сильную вспышку на поверхности Марса. Главный герой приезжает в обсерваторию и наблюдает приближающиеся неопознанные летающие объекты со стороны Марса. Далее многочисленные наблюдатели в Англии замечают падение небесных тел на Землю, которые большинство людей принимает за метеориты.

В моем реферате главная учебная и творческая задача реферата состоит в том, чтобы отнестись к этой книге как документальному источнику и на основании материала, полученного из нее, реконструировать технику марсиан максимально подробно, согласовывая ее с современными знаниями по физике. уэллс роман марсианский

Цель моего реферата - это восстановление видов марсианской техники с подробным описанием каждого механизма марсианских машин (включая их технические свойства), опираясь на данную книгу.

Актуальность моей работы заключается в том, что в нашем веке треножники не используются, но фантасты иногда предсказывают развитие новой техники, и книга Уэллса может спровоцировать ее создание для выполнения сложных задач, которые нынешние машины не могут сделать.

Структура моей работы состоит в следующем:

Анализ романа Уэллса как исторического источника.

Анализ материала и воссоздание марсианской техники, выявление "слабых мест", рассмотрение вопросов, которые Уэллс не упомянул.

Рассмотрением этих вопросов я и занялся при работе над моим рефератом.

Глава I. Марсианская техника

Треножник

Я начну свою основную часть реферата с описания первого вида марсианской техники - треножник.

Во-первых, треножник - это основная атакующая машина марсиан. Она, по моему мнению, изначально была доставлена на Землю в несобранном состоянии в специальных цилиндрах, пущенных к нам с Марса ("Упавшее тело зарылось в песок, среди разметанных щепок разбитой им при падении сосны. Выступавшая наружу часть имела вид громадного обгоревшего цилиндра" [С. 154]). Далее, после того как марсиане вылезли из своего цилиндра, начали собирать треножник из деталей, которые находились в этом цилиндре ("Один раз в сиянии заката показались три каких-то черных конечности, вроде щупалец осьминога, но тотчас же скрылись; потом поднялась тонкая коленчатая мачта с каким-то круглым, медленно вращающимся и слегка колеблющимся диском наверху" [С. 162]). Вскоре первый треножник был собран и начал выполнять свою миссию.

Во-вторых, опираясь на текст, треножники, по описанию автора, имели особую конструкцию - на трех ногах закреплена "голова", по форме напоминавшую голову марсиан. Также в книге имеется информация, что треножник управлялся марсианином, который находился в этой "голове" ("тело марсианина, тонкие щупальца которого регулировали все движения машины, я принял за нечто вроде мозгового придатка" [C. 246]).

Размеры треножника были довольно большими. В книге есть информация, что треножник был выше деревенских домов ("Громадный, выше домов, треножник" [C. 181]). Но дома тогда имели сравнительно малую высоту (около 8 метров), следовательно, треножник был примерно 15 метров высотой. Также есть альтернативный аргумент: "Великаны в броне, сэр. Сто футов высоты" [C. 190]. Сто футов - это примерно 30 метров, но так как очевидец говорил дрожащим голосом, то он явно преувеличил действительный размер примерно в 2 раза. Следовательно, треножник абсолютно точно 15 метров высотой.

Голова треножника была в 2 раза меньше любой из ног; следовательно, высота ног составляла 10 метров, а высота головы - 5 метров. К тому же, длина "головы" была примерно в 1,5 раза больше ее высоты, получается, длина головы была 7,5 метров.

Конструкция ног построена на суставном типе, подобно нашим мышцам. Я думаю, что с помощью именно такого типа передвижения они двигались с довольно большой скоростью - 72 км/ч ("Он исчезал и опять появлялся при новой вспышке молнии уже на сотню ярдов ближе" [C. 181] - промежутки между блесками молнии составляют 5 секунд, расстояние, которое он проходит равно примерно 100 метров, следовательно, его скорость равна 20 м/с, или 72 км/ч).

По моему мнению, манипуляторы с тепловым лучом имели самонаведение, тем самым они ни разу не промахивались, когда стреляли - всегда попадали в человека или артиллерийские орудия людей. Также марсиане распыляли газ в тех местах, где могла прятаться артиллерия, в остальных случаях они использовали тепловой луч. Насчет распыления газа я считаю, что такой современной марсианской технике, как треножник, была автоматическая и ручная система наведения - они могли просто выбрать определенную территорию рядом с треножником и нажать кнопку распыления, после чего манипуляторы сами начнут выделение ядовитого газа согласно заданной им программе. С лучом то же самое - манипулятор находит человека и выстреливает в него тепловым лучом.

Но есть и другая версия, почему треножник выделял ядовитые пары. Он мог работать не только от электричества, но и от другого вида топлива наподобие бензина - а остатки уже отработанной смеси выделялись из суставов треножника («К остову машины сзади было прикреплено гигантское плетение из какого-то белого металла, похожее на огромную рыбачью корзину; из суставов чудовища вырывались клубы зеленого дыма» [C. 181-182]).

Точных сведений о том, как марсианин управлял треножником и что представляет из себя кабина управления, не указано. Но у автора есть предположения, как могло вестись управление: «Может быть, в каждом из них сидит марсианин и двигает, повелевает, управляет им так же, как человеческий мозг управляет телом» [C. 185]. Из текста известно только то, что при движении треножник перебрасывал ноги на линию падения, тем самым удерживая равновесие.

1.2 Цилиндр

В этой части я хочу рассказать об еще одном загадочном устройстве марсиан, который автор назвал "цилиндром".

Точное название этого марсианского механизма не присутствует в книге, однако, по его описанию можно судить, для чего было предназначено это устройство.

Во-первых, он только внешне был похож на обыкновенный металлический цилиндр. На самом деле, внутри, после падения первого цилиндра на Землю, находились марсиане, прибывшие с Красной планеты. ("Цилиндр лежал все в том же положении. Звуков изнутри не было слышно, а между крышкой и корпусом цилиндра блестела тонкая металлическая нарезка. Воздух или вырывался наружу, или входил внутрь с резким свистом" [C. 156]).

Во-вторых, он посылался с Марса при помощи марсианской пушки, после выстрела которой из нее вылетал цилиндр, и он в свою очередь оставлял зеленые следы дыма. ("Через несколько секунд после полуночи толпа на дороге в Чертси близ Уокинга увидела метеорит, упавший в сосновый лес на северо-западе. Он падал, сверкая зеленоватым светом, подобно летней молнии. Это был второй цилиндр." [C. 173]; "Узкая полоска зеленого огня прорезала свинцовую тучу и упала налево, в поле. Третья падающая звезда!" [C. 180]).

Далее узнается из книги, что эти цилиндры начали посылаться на землю ежесуточно, поставляя марсианам все необходимое для ведения боевых действий на Земле. ("Впрочем, им нечего было спешить. Из межпланетного пространства каждые двадцать четыре часа, доставляя им подкрепление, падало по цилиндру" [C. 198]).

Проблемой дальнейшего исследования состава цилиндра стал тот факт, что в книге больше нет никаких упоминаний о его содержимом и его структуре. Но я хотел бы от себя добавить, что цилиндр сделан из очень прочных материалов, и, следовательно, не разбивался на части при падении на землю.

Глава II. Устройства треножника

2.1 Тепловой луч

А сейчас я хочу рассказать об основном атакующем устройстве марсиан - тепловой луч.

Для начала - тепловой луч - это не сам прибор, а то, что использовалось для уничтожения людей, аналогично пуле. Устройство, испускающее этот луч, было закреплено на треножнике. Как описано в книге, "Какое-то подобие руки держало металлический ящик сложного устройства, из которого вылетали зеленые искры и ударял тепловой луч". Проанализировав отрывки из книги о тепловом луче, я пришел к выводу, что устройство представляло из себя металлический ящик с манипулятором луча, закрепленный с боковых сторон треножника. Процесс выстрела был похож на электрическую вспышку, и чтобы ее создать, для этого требовалась электрическая энергия, которая получалась после сгорания топлива в двигателе треножника.

Но чтобы создать такой интенсивный тепловой луч, нужно было использовать много энергии и ресурсов. Поэтому марсиане не использовали луч для уничтожения всего живого и неживого на Земле. ("Марсиане в эту ночь почему-то берегли тепловой луч, может быть, потому, что у них был ограниченный запас материала для его производства, или потому, что они не хотели обращать страну в пустыню, а только подавить оказываемое им сопротивление" [C. 218]).

2.2 Ноги и их передвижение

Теперь давайте рассмотрим, как треножник мог передвигаться на трех ногах.

Сама конструкция треножника устроена так, что он устойчив лишь тогда, когда имеет твердую опору на всех трех ногах. Т.е. если треножник поднимет одну из своих ног, то он начинает терять равновесие и падает в сторону, где нет опоры. Чтобы яснее понять, почему треножник неустойчив на двух ногах, обратимся к определению выражения «центр масс».

Центр масс центр инерции, геометрическая точка, положение которой характеризует распределение масс в теле или механической системе.

При движении механической системы её центр масс движется так, как двигалась бы материальная точка, имеющая массу, равную массе системы, и находящаяся под действием всех внешних сил, приложенных к системе. Кроме того, некоторые уравнения движения механической системы (тела) по отношению к осям, имеющим начало в центре масс и движущимся вместе с центром масс поступательно, сохраняют тот же вид, что и для движения по отношению к инерциальной системе отсчёта. Ввиду этих свойств понятие о центре масс играет важную роль в динамике системы и твёрдого тела.

В итоге, во время моего изучения передвижения треножника я пришел к выводу, что треножник двигается по принципу «циркуля» - пока одна нога стоит на месте, две другие поочередно начинают обходить ее. Для этого я собрал из конструктора Лего модель ног треножника и попытался передвигать ноги модели, чтобы она показывала имитацию движения. После каждого действия я делал стоп-кадр, и в итоге у меня получилась фотолента передвижения треножника. Возьмем первые три кадра и рассмотрим способ движения треножника визуально.

На первой фотографии (Рис.1) - начальное положение треножника. На второй фотографии (Рис.2) видно первое перемещение марсианской машины. Нога с красным основанием сначала поднялась, сократилась и сделала движение вперед, тем самым сделав небольшую опору для смешения направления, куда заваливался треножник, затем оказалась в том положении, которое представлено на второй фотографии. Однако, треножник неустойчив в таком положении, которое показано на втором фото. Для этого нога с черным основанием сокращается и «достраивает треугольник», т.е. ставит ногу туда, куда идет направление падения треножника (Рис.3).

После этого, подобно вращению циркуля, треножник продолжает передвигать две ноги с красным и черным основаниями вокруг третьей ноги с желтым основанием (Рис.4, Рис.5).

В конце концов, нога с красным основанием завершила свой обход вокруг желтой ноги, и теперь она играет роль «ножки циркуля» - в это время поочередно начинают ее обходить черная и желтая ноги (Рис.6, Рис.7, Рис.8, Рис.9).

2.3 Манипуляторы

«Затронув эту тему, я должен упомянуть и о том, что длинные рычажные соединения в машинах марсиан приводятся в движение подобием мускулатуры, состоящим из дисков в эластичной оболочке; эти диски поляризуются при прохождении электрического тока и плотно прилегают друг к другу. Благодаря такому устройству получается странное сходство с движениями живого существа, столь поражавшее и даже ошеломлявшее наблюдателя» [C. 252] - именно с этой цитатой книги я подошел к рассмотрению завершающей темы по устройствам треножника - манипуляторы.

Из вышеизложенной цитаты я выяснил, что устройство манипуляторов марсианских механизмов Герберт Уэллс основывал на свойстве заряженных электрических пластин притягиваться или отталкиваться друг от друга (одного знака отталкиваются, разного - притягиваются). Я нарисовал чертеж, на котором показана упрощенная конструкция манипулятора (Рис.10). Плюсы и минусы показывают, какая полярность будет на пластинах, если подведут ток. Крепления между пластинами могут удлиняться (на Рис.10 они в удлиненном состоянии), так и сокращаться (Рис.11). На третьем чертеже (Рис.12) показывается, что на конце черного межпластинчатого крепления находится подшипник, находящийся между двумя планками межпластинчатого крепления (он скрыт между планками пластин), позволяющий менять угол между пластинами, тем самым сгибая и разгибая манипулятор; знаки указывают полярность пластин, желтые полосы - условный символ того, что между пластинами есть электрический заряд.

Ток может подводиться только с одной стороны «щупальца». Например, если ток подведут к нижним частям пластин манипулятора, то они под действием электрического тока начнут сближаться. А чтобы мог согнуться весь манипулятор, для этого, и созданы межпластинчатые крепления, которые меняют угол между пластинами. В итоге, если ток подведут снизу, то манипулятор согнется так, как показано на чертеже (Рис. 12). Манипулятор будет держаться в таком положении до тех пор, пока не прекратится подача тока в пластины.

Я решил проверить гипотезу Уэллса опытным путем. Гипотеза заключается в том, можно ли создать такой же манипулятор в реальных (земных) условиях. Для этого рассчитаем, какая сила будет действовать между двух заряженных пластин и хватит ли ее для движения треножника.

Для выполнения этой задачи найдем, какая сила будет действовать между двумя параллельными пластинами, площадью 0,03 м2, расположенных на расстоянии 0,001 м друг от друга при подаче на них напряжения 1000 В.

Наши расчеты носят оценочный характер, т.е. позволяют ответить на вопрос - возможна ли такая конструкция в принципе. Размеры пластин, выбраны из соображений того, чтобы манипуляторы были не слишком большими (толщина не больше 20 см), а напряжение 1000 В является довольно весомым, но все же доступным для создания.

Две параллельные пластины представляют собой плоский конденсатор. При подключении к таким пластинам напряжения, на них возникают заряды, которые можно рассчитать по формуле q=cu, где с - емкость конденсатора, которая зависит от его геометрических размеров и рассчитывается по формуле c=(S/d)*(1/4Пk), где k равно 9*109 Н*м2/Кл2. В нашем случае емкость конденсатора равна 1,06*10-10, следовательно при напряжении 1000 В, заряд пластин будет равен 1,06*10-7 Кл.

Если между пластинами расстояние равно 0,01 м, то при напряжении 1000 В, значение напряженности электрического поля (величины которая показывает, какая сила действует на единичный заряд) рассчитывается по формуле E=u/d и равна 100000. Следовательно, сила, действующая между пластинами (F=Eq) равна 8,6*10-3 Н, что очевидно не достаточно для работы манипулятора.

Даже если мы увеличим напряжение в 100 раз, заряд увеличится в 100 раз, напряженность увеличится тоже в 100 раз. Следовательно, сила увеличится в 10000 раз, т.е. станет равной 86 Н, но этого также не достаточно.

В итоге, я пришел к выводу, что данный способ работы манипулятора невозможен в земных условиях, т.к. потребуется очень высокое напряжение.

Заключение

Конечно, в настоящее время треножники не используются, но фантасты иногда предсказывают развитие новой техники, и книга Уэллса может спровоцировать ее создание для выполнения сложных задач, которые нынешние машины не могут сделать. Скорее всего, треножники могли бы использоваться для транспортировки грузов и гуманитарной помощи в труднодоступных для сегодняшней техники местах из-за лучшей проходимости (например, в болотистых местностях, во время весеннего половодья, когда иногда затапливаются деревни и села). Манипуляторы можно было бы использовать в военной технике, в робототехнике, в качестве второстепенных устройств для того же треножника - ведь они являются его неотъемлемой частью.

Литература

1. Герберт Уэллс. Собрание рассказов. Война миров. Роман. Перевод Михаила Зенкевича. ЛЕНИЗДАТ, 1979. - с. 145-296.

2. Большая советская энциклопедия: В 30 т. - М.: "Советская энциклопедия", 1969-1978.

3. Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: Учебник для общеобразоват. Учреждений. - 5-е изд., дораб. - М.:Дрофа, 2003. - 416 с.: ил.

Приложение

Рис.1 Начальное положение треножника

Рис.2 Первое движение треножника - нога с красным основанием поднялась и сделала шаг вперед, чтобы сместить направление падения треножника

Рис.3 Нога с черным основанием встала на условной линии, куда падал треножник, тем самым, восстановив устойчивость треножника

Рис.4 Передвижение ноги с красным основанием, подготовка ноги с черным основанием «достроить» треугольник

Рис.5 Нога с черным основанием «достроила» на поверхности устойчивый треугольник, нога с красным основанием завершила обход

Рис.6 теперь нога с красным основанием начинает играть роль «ножки циркуля», ее начинают поочередно обходить ноги с черным и желтым основанием

Рис.7 Нога с желтым основанием предотвратила падение треножника, достроив треугольник

Рис.8 Нога с черным основанием начинает обходить ногу с красным основанием, подготовка желтой ноги завершить фигуру на плоскости

Рис.9 Нога с желтым основанием достроила треугольник. Модель треножника завершила перемещение, преодолев дистанцию в 20 сантиметров

Рис.10 Упрощенная модель манипулятора в удлиненном виде

Рис.11 Упрощенная модель манипулятора в сжатом виде

Рис.12 Работа манипулятора после подачи тока на нижние части пластин

Размещено на Allbest.ru