Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)

ВИДЕОЗАПИСЬ,запись изображения и звука на магнитную ленту с помощью съёмочной видеокамеры (магнитная видеозапись) для последующего воспроизведения на экране телевизора при помощи видеомагнитофона. При видеозаписи изображение преобразуется съёмочной видеокамерой в последовательность электрических сигналов (видеосигналы), которые и фиксируются на магнитной ленте. Качественная запись звука осуществляется в диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Для записи и воспроизведения видеоизображения требуются гораздо более высокие частоты – св. 6 МГц. Для этого магнитные головки в видеокамере и видеомагнитофоне закреплены на вращающемся с высокой скоростью барабане, а сигналы записываются не вдоль, а поперёк ленты. Ось вращения барабана расположена под углом к направлению движения ленты, а его магнитная головка при каждом обороте записывает на ленте наклонную строчку. При этом плотность записи вдоль ленты значительно увеличивается, а магнитная лента должна двигаться сравнительно медленно – со скоростью всего 2.34—4.84 мм/с.

Конструкцию видеомагнитофона с вращающимися магнитными головками первыми разработали В. Сэлстед, А. Понятов и М. Столяров (США) в 1951 г. Съёмочная видеокамера и видеомагнитофон не только стали непременным атрибутом телевизионных студий, но и широко вошли в быт. Видеокамеры практически вытеснили любительские кинокамеры. Они записывают цветное изображение и звук (с помощью встроенного микрофона), обладают высокой чувствительностью. Измерение яркости изображения, установка диафрагмы и наводка на резкость полностью автоматизированы. Результат видеосъёмки можно просмотреть сразу же, ведь никакого проявления плёнки (как при киносъёмке) уже не требуется. В видеофильме изображение и звук записываются на один и тот же носитель информации – магнитную плёнку. Наиболее распространённый бытовой стандарт видеозаписи – VHS (Video Home System – домашняя видеосистема). Ширина магнитной плёнки в этом стандарте – 12.5 мм. Для портативных видеокамер применяется уменьшенная кассета с плёнкой той же ширины – VHS Compact. Для воспроизведения в видеомагнитофоне её помещают в специальный адаптер, имеющий внешние размеры стандартной видеокассеты VHS. Выпускаются стандартные видеокассеты VHS с временем записи 120.180.195 и 240 мин. Запись на эти кассеты (в отличие от звуковых или аудиокассет) – односторонняя. Выпускаются и миниатюрные видеокассеты стандарта Video-8 (Hi8). Ширина плёнки в них – 8 мм. Это позволило уменьшить габариты портативных бытовых видеокамер. Переход на цифровой метод записи, осуществлённый в наиболее современных видеокамерах, позволяет избежать потери качества даже при многократной перезаписи.

ВИДЕОИ?МПУЛЬС, см. в ст. Импульс электрический.

ВИДЕОКАМЕРА, портативная телевизионная передающая камера, конструктивно объединённая с кассетным видеомагнитофоном; для записи сигналов изображения и звука (видеозаписи) используются магнитные ленты шириной 12.7 и 8 мм. Видеокамеры снабжаются высококачественными объективами с переменным фокусным расстоянием (т. н. трансфокаторы или ZОOM-объективы), обеспечивающими оптическое 10-кратное увеличение. Это позволяет при видеосъёмке, не сходя с места, плавно приблизить или отдалить снимаемый объект. Видеокамеры снабжены электронным видоискателем, который может использоваться как для контроля изображения во время съёмки, так и для просмотра записанного сюжета в целом. Наиболее совершенные видеокамеры, кроме видоискателя, снабжены миниатюрным цветным дисплеем на жидких кристаллах. С его помощью можно просмотреть только что отснятый видеофильм непосредственно на видеокамере.

Видеокамера

Схема видеокамеры:

1 – объектив; 2 – фильтр; 3 – микродвигатель; 4 – миниатюрный кинескоп; 5 – микрофон; 6 – усилитель звука; 7 – электронные блоки

ВИДЕОКАССЕТА, закрытая пластмассовая коробка, внутри которой размещается магнитная лента, применяемая в видеомагнитофонах и видеокамерах. Магнитная лента в видеокассете содержится в виде бобин, намотанных на двух свободно вращающихся сердечниках. При установке видеокассеты в видеомагнитофон (видеокамеру) сердечники бобин соединяются с электроприводом и кассета фактически становится составной частью ленто-протяжного механизма видеомагнитофона. Контакт магнитной головки с магнитной лентой при записи или воспроизведении видеоинформации осуществляется через специальное окно в корпусе видеокассеты. Наибольшее распространение получили видеокассеты, обозначенные буквами VHS (Video Home System – домашняя видеосистема). Они предназначены для использования практически во всех выпускаемых в мире видеомагнитофонах.

В этих видеокассетах с габаритами 18.8 5 10.4 5 2.5 мм и массой ок. 280 г используется магнитная лента шириной 12.7 мм. Длительность записи (воспроизведения) на кассетах VHS – 60.120.180.195.240 мин ограничивается длиной ленты, которая может разместиться в кассете, и зависит от толщины ленты. При наличии в видеомагнитофоне, кроме основной скорости (SP), замедленной скорости (LР) длительность записи (воспроизведения) увеличивается вдвое.

Видеокассета

ВИДЕОМАГНИТОФОН, аппарат для записи на магнитную ленту телевизионных сигналов (со звуковым сопровождением) для их хранения и последующего воспроизведения. По принципу действия аналогичен обычному магнитофону, но, в отличие от него, имеет более широкую полосу пропускания частот (до 3.5–6 МГц по сравнению с 10–20 кГц у магнитофона). Такая полоса обеспечивается высокой скоростью взаимного относительного перемещения магнитной головки (видеоголовки) и ленты (от 20–40 м/с – в студийных до 3–9 м/с – в бытовых видеомагнитофонах). Для этого в видеомагнитофонах используется несколько (от 2 до 4) видеоголовок, закреплённых по окружности барабана, вращающегося практически перпендикулярно или под небольшим углом к направлению движения ленты. Видеосигналы записываются не вдоль ленты, как в обычном магнитофоне, а поперёк (поперечно-строчная запись) или наискось (наклонно-строчная запись). При этом плотность записи вдоль ленты существенно возрастает, а сама лента движется со скоростью 2.34—4.84 мм/с. При воспроизведении записи для получения непрерывного видеосигнала применяют электронный коммутатор, который поочерёдно подключает видеоголовки к усилителю воспроизведения в моменты перехода видеоголовок с одной строчки записи на следующую. Сигналы звукового сопровождения записываются и воспроизводятся неподвижными магнитными головками вдоль одного из краёв магнитной ленты. По другому краю ленты также неподвижной головкой записываются синхронизирующие сигналы.

Видеомагнитофон

Все бытовые видеомагнитофоны – кассетные, рассчитаны на использование видеокассет стандарта VHS с продолжительностью записи 60.120.180.195 и 240 мин. Наиболее совершенные видеомагнитофоны, кроме основной скорости движения магнитной ленты (SР), имеют вдвое меньшую скорость (LР), увеличивающую время записи и воспроизведения вдвое без заметной потери качества изображения и звука. Такой режим возможен при использовании 4 или 6 головок записи. У большинства видеомагнитофонов предусмотрена возможность воспроизведения видеосигналов при кратковременной остановке ленты для получения неподвижного изображения (режим «стоп-кадр»), а также медленный просмотр видеозаписи в прямом и обратном направлениях. Управление режимами работы возможно с помощью клавиш на корпусе видеомагнитофона либо с помощью пульта дистанционного управления.

ВИДЕОПЛЕЙЕР (видеоплеер), то же, что кассетный видеомагнитофон, предназначенный для работы только в режиме воспроизведения записанных на видеокассету изображения и звукового сопровождения; термин, распространённый в быту и в научно-популярной литературе, является транскрипцией английского слова videoplayer, что означает видеопроигрыватель.

ВИДЕОПРОИ?ГРЫВАТЕЛЬ, принятое в обиходе название устройств для воспроизведения сигналов изображения и звукового сопровождения, записанных на оптических дисках (лазерный проигрыватель) или на магнитной ленте в видеокассете (видеоплеер).

ВИ?ЛЛА, загородный дом с парком или садом. Первые виллы появились в 3 в. до н. э. в Италии, в последующие 200 лет распространились по всему Средиземноморью. Виллы того времени чаще всего были центрами больших загородных поместий и состояли не только из жилых, но и из хозяйственных построек. Такой тип вилл назывался villa rustica, в отличие от villa urbana – пригородного дома не для постоянного проживания, а для развлечений и отдыха. Большое развитие получили виллы в 15–17 вв. в Италии. Это были огромные загородные дома, которые окружал парк, украшенный скульптурами и фонтанами. В нач. 20 в. виллой стали называть любой комфортабельный отдельно стоящий дом с парком или садом, предназначенный для одной семьи. Как правило, виллы строят в привилегированных загородных районах или на курортах.

Вилла Пизани близ Венеции, Италия

ВИНТОВКА, индивидуальное стрелковое оружие с длинным стволом для поражения цели на расстоянии до 2 км. Термин связан с появлением в России в сер. 19 в. ружей, стволы которых имели внутри винтовую нарезку, обеспечивавшую вращение пули для повышения её устойчивости в полёте. Наиболее примечательная русская магазинная 7.62-мм винтовка образца 1891 г. оружейника С. И. Мосина, более 60 лет состоявшая на вооружении русской, а затем и советской армии, имела массу со штыком 4.5 кг, длину без штыка 1300 мм, неотъёмный магазин на 5 патронов. Вариант винтовки с укороченным стволом назывался карабином (длина 1016 мм). С распространением во 2-й пол. 20 в. автоматов винтовки сохранились только как снайперское и спортивное оружие.

Винтовка системы С. И. Мосина

Затвор к винтовке системы С. И. Мосина

ВИНТОКРЫ?Л, летательный аппарат, в котором сочетаются конструктивные элементы самолёта и вертолёта. Подобно самолёту, винтокрыл имеет фюзеляж, крыло, хвостовое оперение и движитель – воздушный винт (пропеллер) или реактивный двигатель для горизонтального полёта; сходство с вертолётом ему придают несущие винты над фюзеляжем или на концах крыльев. Винтокрыл взлетает и садится, как вертолёт, с помощью несущих винтов, а разгоняется с помощью как несущих винтов, так и самолётных движителей. Достигнув скорости полёта, при которой начинают эффективно действовать аэродинамические рули, винтокрыл продолжает полёт, используя подъёмную силу крыльев, как обычный самолёт.

Винтокрылы появились в кон. 50-х гг. 20 в. практически одновременно в Великобритании, СССР, США. Разработчики винтокрылов стремились в одном летательном аппарате соединить свойства самолётов (высокая скорость, большая грузоподъёмность, дальность полёта) и вертолётов (возможность взлёта и посадки с места, без разбега). Многие проекты были успешно реализованы уже в кон. 70-х гг. Наибольшая скорость полёта, 486 км/ч, достигнута экспериментальным винтокрылом ХН-51А фирмы «Локхид» (США). В СССР в 1960 г. построен экспериментальный винтокрыл Ка-22 (конструкции Н. И. Камова), на котором в 1961 г. было установлено 8 мировых рекордов, в т. ч. скорости по прямой – 356 км/ч и поднятия груза 16 485 кг на высоту 2588 м. Однако по мере совершенствования вертолётов и в связи с созданием самолётов вертикального взлёта и посадки интерес к винтокрылым аппаратам резко упал, и их строительство практически прекратилось.

Винтокрыл

ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ, имитация окружающей действительности (зрительных образов, звука, объёма сконструированных объектов) с помощью специальных компьютерных средств. Если стереофотография и стереокино делают изображение объёмным, а голограмма позволяет осмотреть изображение с разных сторон, то виртуальная реальность позволяет с помощью специальной экипировки оказаться внутри виртуального (мнимого, кажущегося) мира. В составе экипировки для погружения в виртуальный мир используются специальные шлем, силовой жилет, перчатки и сапоги. Виртуальный шлем снабжён дисплеями для каждого глаза, наушниками и датчиками, дающими информацию о положении головы. Силовой жилет, перчатки и сапоги также снабжены специальными датчиками, имитирующими иллюзию взаимодействия с предметами в виртуальном пространстве. Надев такой «костюм», наблюдатель попадает в виртуальный мир, напр. на дно океана или на поверхность Марса. При этом можно поворачивать голову, оглядываться, ходить, дотрагиваться рукой или ногой до предметов, поднимать их, ощущать их тяжесть и температуру. То есть созданный компьютером виртуальный мир способен обманывать органы чувств наблюдателя.

Перчатка виртуальной реальности

Погрузиться в виртуальную реальность можно также с помощью виртуальной комнаты, где пол, стены и потолок снабжены экранами, на которые проецируются изображения. Моделируются движения и звуки (напр., автомобиля, самолёта, поезда или космического корабля). Всё это важно для создания специальных тренажёров для пилотов, космонавтов, водителей автомобилей, операторов ядерных реакторов. Созданы также агрегаты, действующие на вестибулярный аппарат человека. Примером могут служить вращающиеся кабины для тренировки космонавтов. Именно необходимость создания таких тренажёров, приближающих обстановку к реальной, и вызвала к жизни создание систем виртуальной реальности.

Виртуальный шлем

ВИСЯ?ЧИЕ КОНСТРУ?КЦИИ, строительные конструкции, в которых все основные несущие элементы (тросы, кабели, цепи, мембраны) работают на растяжение. Эта особенность висячих конструкций позволяет в полной мере использовать свойства строительных материалов, выдерживающих значительные растягивающие усилия (цепи, стальные проволоки, капроновые нити) и получать лёгкие (с небольшим собственным весом) конструкции. Применяются в мостах (такие мосты называются висячими), канатных дорогах и т. п.

Висячие конструкции – древнейший тип строительных конструкций. Ещё 2000 лет назад китайцы подвешивали мосты с довольно большим пролётом на цепях из кованого железа. Один из них, мост в провинции Сычуань, имеет длину 101 м. К достоинствам висячих конструкций относятся простота монтажа, экономичность и архитектурная выразительность. Недостатками являются большая нагрузка на опоры и изменяемость под действием внешних сил (ветра, температуры и т. д.). Штормовые порывы бокового ветра могут приводить к катастрофам, как это было в 1940 г. при крушении висячего Тэкомского моста (США). Особенностью висячих мостов является то, что несущие тросы, на которых держится вся конструкция, перекинутые через опоры(пилоны), закрепляются на берегах. Вся конструкция держится на этих дугообразно провисающих между опорами тросах. При движении автомобилей по мосту тросы изменяют свою геометрическую форму, что вызывает прогибы и колебания пролётного строения. Поэтому всё большее распространение получает геометрически неизменяемый тип висячей конструкции – вантовая конструкция.

Висячий мост через пролив Босфор

ВНЕДОМЕННОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ЖЕЛЕЗА, процессы получения железа и стали непосредственно из рудных материалов, минуя стадию выплавки чугуна в доменных печах. Развитие этого способа получения железа связано с сокращением запасов коксующихся углей, необходимых для производства кокса, служащего главным топливным материалом для доменной плавки. Из многочисленных методов, предложенных, разработанных и осуществлённых в промышленных масштабах в разных странах, наибольшее распространение получила технология производства металлизованных окатышей. Сырьём для производства окисленных окатышей в этом случае служит суперконцентрат глубокого обогащения железных руд, содержащий 68.5—69.5 % железа. Окисленные окатыши обрабатываются специально подготовленным восстановительным газом с температурой ок. 800 °C в печах шахтного типа. Металлизованные окатыши переплавляются в электропечах для производства стали высокого качества.

ВНЕДОРОЖНЫЙ АВТОМОБИ?ЛЬ, 1) большегрузный автомобиль, масса и габаритные размеры которого не допускают возможности его передвижения по дорогам общего пользования. К таким автомобилям относятся, напр., карьерные самосвалы, имеющие полную массу св. 100 т, а ширину и высоту – св. 3 м.

2) Легковой автомобиль повышенной проходимости. Как обиходный этот термин обозначает вездеход, сочетающий в себе проходимость с комфортом легкового автомобиля. Серийное производство машины такого типа впервые началось в нашей стране. Это был автомобиль ГАЗ-61, работы над которым велись ещё в 1938 г. На машину устанавливался 6-цилиндровый двигатель мощностью 85 л. с. и три варианта кузова: 5-местный 4-дверный седан, фаэтон и пикап. Однако массовый спрос на внедорожные автомобили начался в 1950-е гг. Практически все крупнейшие мировые производители автомобилей организовали производство машин этого класса. Современный внедорожник оборудован новейшими системами автоматизированного управления и контроля, обладает повышенной комфортностью салона и высокими тягово-динамическими качествами. См. Джип.

Внедорожный автомобиль УАЗ

ВОДОБОЙ,гидротехническое сооружение в виде бетонной плиты или деревянного настила, расположенное за водосливом или водосбросом. Служит для гашения энергии потока воды и защиты русла реки от опасных размывов. Для лучшего гашения избыточной кинетической энергии потока воды в пределах водобоя располагают водобойный колодец, водобойную стенку, гасители энергии потока. Наиболее эффективно и экономично устраивать водобойный колодец в комплексе с водобойной стенкой и гасителями.

Схема водосливной плотины с водобоем:

1 – водослив; 2 – водобойный колодец; 3 – водобойная стенка; 4 – водобой; 5 – гасители

ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЁЛ, прямоточный котёл для подогрева воды (без испарения), используемой для центрального отопления или централизованного теплоснабжения. Водогрейные котлы работают, как правило, на газообразном и жидком топливе.

ВОДОЛАЗНАЯ ТЕХНИКА, специальное снаряжение и оборудование, необходимые для выполнения водолазных работ. Водолазное снаряжение надевается на водолаза при его погружении, а водолазное оборудование обеспечивает спуск водолазов, их работу под водой и подъём на поверхность.

Водолазное снаряжение по способу обеспечения дыхания водолаза под водой подразделяется на: вентилируемое; автономное с открытой схемой дыхания (с выдохом в воду); неавтономное с открытой схемой дыхания (с подачей воздуха с поверхности); автономное с полузамкнутой схемой дыхания; автономное с замкнутой схемой дыхания.

Вентилируемое снаряжение включает: шлем с манишкой и трёхслойную рубаху, образующие скафандр; галоши из толстой кожи или прорезиненной ткани со свинцовыми подошвами общей массой 20–25 кг; свинцовые или чугунные грузы общей массой 32–36 кг на груди и спине водолаза или поясные грузы в карманчиках специального пояса; наплечную подушку, нож с поясом, телефонное устройство, размещаемое в водолазном шлеме, телефонный кабель, сигнальный конец, водолазное бельё. Шлемы имеют 3 иллюминатора, травящий головной клапан для вентиляции скафандра водолазом и предохранительный клапан, препятствующий выходу воздуха из скафандра при разрыве шланга, что обеспечивает автономное дыхание водолаза воздухом скафандра (35–40 л) для аварийного выхода на поверхность. Водолазная рубаха снабжается расположенными на спине и груди травящими клапанами для сброса избыточного воздуха, которые работают автоматически.

Автономное снаряжение с открытой схемой дыхания отличается тем, что воздух для дыхания поступает к дыхательному автомату не с поверхности, а из баллонов, закреплённых за спиной водолаза.

Неавтономное снаряжение с открытой схемой дыхания включает дыхательный аппарат, гидрокомбинезон, маску, грузовой ремень с грузами, водолазный шланг, редуктор высокого давления, груз нагрудный, водолазный нож, водолазные галоши, водолазные боты, ласты, телефонную станцию с кабелем, инструмент. Дыхательный автомат обеспечивает подачу водолазу воздуха под давлением, равным давлению окружающей среды, и вывод выдыхаемого воздуха в окружающую среду. К дыхательному автомату воздух подаётся с поверхности по водолазному шлангу.

В автономном снаряжении с полузамкнутой схемой дыхания дыхательная смесь (обычно гелио-кислородная смесь) из баллона аппарата подаётся через химический поглотитель в специальный дыхательный мешок, откуда при вдохе поступает в лёгкие водолаза. Выдыхаемая смесь, проходя через химический поглотитель, очищается от углекислого газа и возвращается в дыхательный мешок.

Автономное снаряжение с замкнутой схемой дыхания (лёгкие водолаза – химический поглотитель углекислого газа – дыхательный мешок – лёгкие водолаза) включает аппараты для дыхания чистым кислородом. Для работы на больших глубинах (до 450 м) используют гелио-кислородную или азотно-гелио-кислородную смесь.

Водолазное снаряжение вентилируемого типа:

1 – шлем с манишкой; 2 – водолазная рубаха; 3 – галоши; 4 – грузы; 5 – нож с поясом; 6 – сигнальный конец; 7 – наплечная подушка; 8 – воздушный шланг; 9 – телефонный кабель

Водолазное оборудование включает: декомпрессионные камеры для декомпрессии (постепенного снижения давления) и лечебной рекомпрессии (повторного помещения под высокое давление) водолазов при водолазных заболеваниях и тренировках по пребыванию под повышенным давлением; воздухонагнетательные электрические помпы (компрессоры низкого давления) для подачи воздуха водолазу под воду; компрессоры среднего (до 3 МПа) и высокого (до 40 МПа) давления для наполнения баллонов воздухом, кислородом или гелием; телефонные станции; гидроакустические станции связи; спуско-подъёмные устройства; средства подводного фото – и телевидения; средства подводного освещения; медицинское имущество (водолазные аптечки, кислородный баллон и кислородная подушка); речные, рейдовые или морские водолазные боты; средства передвижения водолазов под водой.

ВОДОМЁТНЫЙ ДВИ?ЖИТЕЛЬ, ВОДОМЁТ, движитель, состоящий из водопроточной трубы и насоса, который засасывает воду в передней части водопроточной трубы и выбрасывает её через напорный трубопровод. Сила тяги водомётного движителя создаётся вследствие отбрасывания струи с повышенной скоростью. Предложен в 1855 г. российским механиком С. О. Бурачеком.

Различают водомёты с подводным, полуподводным и атмосферным выбросом струи. Водомётный движитель состоит из трёх основных частей: водозаборника, через который вода поступает к рабочему колесу из внешнего потока; рабочего колеса; ускоряющего поток жидкости через движитель, сопла, формирующего реактивную струю требуемой формы и скорости. Конструктивное исполнение водомётных движителей зависит от типа судна и скорости его движения. Водомётные движители устанавливаются на речных судах с небольшими скоростями движения и малой осадкой, плавающих в условиях мелководного и засорённого фарватера, а также на глиссирующих судах, судах на подводных крыльях и судах на воздушной подушке скегового типа. Водозаборники водомётов делятся на водозаборники с водоприёмным отверстием, плоскость которого примерно совпадает с направлением движения судна (статические водозаборники), и водозаборники, плоскость приёмного отверстия которых перпендикулярна направлению движения (полнонапорные). Водомётные движители со статическим водозаборником применяют на судах на подводных крыльях, работающих в речных условиях, где нет волнения, а также на глиссирующих и водоизмещающих судах. Полнонапорные водозаборники применяют на речных и мореходных судах на подводных крыльях. Для предохранения движителя от поломок вследствие засасывания плавающих предметов приёмное отверстие защищается решёткой. В качестве рабочих колёс водомётов используются осевые насосы или гребные винты (иногда – центробежные насосы). Сопло водомётного движителя формирует струю водомёта. Площадь поперечного сечения на срезе сопла, как правило, меньше, чем на входе в него. В районе сопла напорный трубопровод водомёта снабжается специальными рулями, поворотными насадками или иными устройствами, обеспечивающими изменение направления струи воды и управление судном (включая задний ход) без реверсирования главного двигателя.