Цифровой Буратино и персональная подводная лодка: гениальные домашние изобретения

На участке в четыре гектара Джереми Рейд смастерил весьма необычное сооружение — сделанные по всем правилам американские горки. «Как только я начал обучение в инженерном колледже, — говорит изобретатель, — я сразу понял, что такая конструкция будет мне по силам». На работу над монументальным проектом ушло четыре года, 1000 погонных метров сосновой доски и 7000 разнообразных шурупов и гвоздей. Рейд придумывал фантастические способы, как своими силами воздвигнуть опоры для горок, как делать покрытие для дорожки и как собрать всю конструкцию воедино. Ездок усаживается в одноместную тележку, после чего электромотор мощностью 1 л.с. затягивает тележку на первую горку. Скатившись с пятиметровой высоты, тележка разгоняется до скорости 30 км/ч, взлетает на следующую горку, потом катится вниз под естественный уклон и выходит на вираж с креном в 50 градусов и перегрузкой в 2g. Через минуту, пройдя по маршруту длиной 135 м, тележка возвращается к исходной точке.

По оценкам самого изобретателя, на реализацию этого проекта ушло $10 000. Правда, затраты окупились, так как помогли Джереми Рейду после колледжа устроиться на работу в компанию Arrow Dynamics (сейчас она называется S&S Arrow), специализирующуюся на строительстве подобных аттракционов.

Заботы Джереми по поддержанию в порядке его сооружения состоят в регулярном выкашивании окружающего газона, ежегодной пропитке деревянных конструкций антисептиком и смазывании тяговой цепи.

Автор: Дэйв Шинсел (Орегон)

«Сначала я просто хотел приладить сетевую камеру к мобильной подставке, а потом решил добавить этой игрушке немножко индивидуальности, — говорит Шинсел, ведущий инженер компании Intel. — Потом мне захотелось, чтобы она могла поднимать с пола игрушки». В итоге получился робот Локи ростом 120 см и весом 18 кг. На его алюминиевом шасси смонтировано две дюжины датчиков, 11 сервоприводов, пара вебкамер вместо глаз и процессор с 70 000 строк специально написанной программы. Благодаря программному обеспечению OpenCV Локи умеет узнавать людей, различать компакт-диски, считать деньги и, конечно же, поднимать предметы с пола, а Microsoft Speech API позволяет ему отвечать на голосовые команды. Заложенная в робота цифровая карта дома вместе с компасом и одометром позволяет ему свободно ориентироваться в комнатах. Чему бы еще научить этого андроида, который обошелся хозяину в $2000?

Авторы: Джеймс Юэн, Барри Слоун, Гаррет Слоун (Канада)

Лет десять назад компания друзей-радиолюбителей увлеклась запуском воздушных шаров. Однажды они разместили на YouTube сенсационный ролик. «Наша видеозапись полета в режиме реального времени разнеслась по свету как новый вирус», — говорит Джеймс Юэн, ответственный за аппаратуру слежения. Это не первый случай, когда их слава облетела весь мир. Несколько лет назад они подняли фотоаппарат Nikon Coolpix на высоту 36 км, и он вернулся на землю с фотографиями верхних слоев атмосферы. Успех этого предприятия подтолкнул компанию к новому шагу — поднять в стратосферу видеокамеру, снимающую в формате HD. Они смастерили пенополистироловый бокс, в котором разместились видеокамера Canon iVIS HF20, GPS-приемник, аппаратура APRS (радиопередача координат) и десяток литиевых батарей. Получив разрешение от канадского управления гражданской авиации, энтузиасты запустили свой стратостат с территории заповедника Эдмонтон. Шар лопнул на высоте 33 км, не дотянув до прежнего рекорда всего 6 км. Зато камера смогла отснять первые в мире любительские кадры в формате HD, на которых уже отчетливо видна выпуклость земного шара. В будущем экспериментаторы собираются добавить к имеющейся аппаратуре еще и радиоуправляемый самолетик, чтобы видеокамера смогла самостоятельно вернуться домой.

Автор: Корбин Данн и Луиза Ловель (Калифорния)

Когда Корбин Данн впервые повстречался со своей будущей женой, он был поражен ее искусством кататься по бездорожью на одноколесном велосипеде. Луизу, в свою очередь, потряс его самодельный дом на дереве, построенный в кронах калифорнийского леса. Прошло время, и Корбин смог применить свои таланты в компании Apple, работая там над айфоном первого поколения; Луиза в цирке обучала воздушных акробатов. К месту свадьбы он прибыл на самодельной канатной дороге. «Мой отец своими руками построил наш дом от фундамента до крыши, а я помогал ему забивать гвозди, — рассказывает Данн. — Родители поощряли мою склонность строить все собственными руками». В таком контексте не будет удивительным, что Данн, заразившись от жены любовью к прогулкам на одноколесном велосипеде, как-то засел в своей мастерской и вышел из нее, держа в руках одноколесный велосипед для двоих. Вот что получилось у Дана из парочки старых маунтинбайков с помощью болгарки и сварочного аппарата. Отрезав у обеих рам переднюю часть, он переставил педальный узел, а задние треугольники рам соединил так, что в них вписалось одно-единственное колесо. Затем он установил звездочки и натянул две цепи. «Я потратил целую неделю, пытаясь смастерить особый привод для этого велосипеда, пока не понял, что и стандартные детали будут отлично делать свое дело». Пока что этот 9-килограммовый тандем используется от случая к случаю, да и то не подолгу.

Автор: Роджер Клей (Калифорния)

Однажды электроинженер Роджер Клей превзошел самого себя и создал шедевр, одновременно простой и элегантный, — самобеглый домашний кинотеатр с дистанционным управлением. На его экране можно любоваться языками пламени, и при этом из динамиков будут литься оглушительные звуки песни Роквелла «Кто-то наблюдает за мной» 1984 года. Основой всей системы послужило электрическое кресло-коляска, которое изобретатель прикупил через eBay. Вскрыв пульт управления, он переделал его на дистанционный. Как говорит автор, «неожиданно у меня в руках оказалась махина в полтора центнера, слушающаяся моих команд».

На бывшее кресло Клей установил DVD-плеер, морской аккумулятор и 300-ваттный проектор. Изображение отражается от зеркала и проецируется на полутораметровый просветный экран. «Для него я использовал душевую занавеску с рисунком ‘иней', — говорит Клей.- У нее оказались прекрасные оптические свойства». От дополнительной 12-вольтовой батареи запитан 100-ваттный громкоговоритель с двухканальным усилителем. Все это смонтировано на простом стальном стеллаже для размещения аппаратуры. «Это было круто, когда наша кинотележка поехала по улице вслед за нашими детьми», — рассказывает автор. Все соседи были в восторге. Кроме того, она, как оказалось, содействует безопасности на улицах. Водители, которые обычно проносятся мимо на полной скорости, теперь затормаживали как один, заглядевшись на телеэкран, самостоятельно катящийся по дороге.

Автор: Клэйтон Бойер (Гавайи)

Клэйтон Бойер увлекся конструированием деревянных часов, после того как 45 лет назад увидев их чертежи в Popular Mechanics. На сегодня Бойер спроектировал и построил более 50 экзотических деревянных механизмов. Правда, один деревянный шедевр, «небесный механический календарь с планетарием», времени не показывает. «Чтобы узнать, который час, — улыбается вышедший на пенсию хиропрактик, — у меня в доме есть много других приборов». Этот аппарат размером 105 х 65 см удивляет тщательной проработкой всех деталей.

Календарь, выточенный из карельской березы, приводится в движение от 14 шестеренчатых передач, 2-килограммового груза и трех противовесов. Он показывает день недели, число, месяц, знаки зодиака, фазы луны, а также даты равноденствия и солнцестояния, некоторые праздники, синодические периоды и циклы обращения Меркурия, Венеры и Марса. Изготовление аппарата потребовало всего одной недели. Правда, четыре месяца Бойер разрабатывал проект. «По сути, это два или три отдельных, но взаимосвязанных часовых механизма, — рассказывает мастер, — и делать их нужно шаг за шагом. Начать с рамы, добавить одно колесико, другое, потом разные рычажки и грузики. В общем, требуется некоторое упорство».

Авторы: студенческая команда из Йельского университета

Группа студентов из Йеля создала аппарат, который с полным правом можно назвать велосипедом без спиц. В трехкилограммовую раму из листового алюминия встроено заднее колесо, не имеющее спиц. В полости рамы имеются ролики, катящиеся по желобу, профрезерованному прямо в колесном ободе. Вместо обычной втулки заднего колеса с ведомыми шестернями зубы нарезаны с внутренней стороны обода. Усилие передается на них от небольшого редуктора, установленного за педалями. Правда, передаточный коэффициент такой трансмиссии оказался ниже, чем у большинства обычных десятискоростных велосипедов. Чтобы решить эту проблему, была добавлена 18-зубая шестеренка и две цепи по 53 звена. Сторонняя мастерская, в которой обещали изготовить колеса, не справилась с этой задачей, и студенты ограничились экспериментами только с одним задним колесом.

«Это был полезный урок, — говорит Ван Флит.- Когда строишь планы, нужно всегда закладываться на возможные проколы у смежников».

Авторы: Уильям, Дебора, Кайан, Пери и Уэсли Слиперы (Миссури)

Уильям и Дебора Слипер нашли прекрасный объект недвижимости недалеко от реки Миссисипи — заброшенную каменоломню площадью 15 300 м². «Мы просто влюбились в это место, — говорит Уильям, — но весь лот представлял собой полтора гектара земли и вот эту дыру в скале. Никто не хотел нас кредитовать». Семья купила недвижимость на собственные деньги. Уильям нашел полсотни бесхозных стеклянных сдвижных дверей и построил из них внешнюю стену 13х13м прямо в устье пещеры. В переднем помещении площадью около 200 м² Слиперы (включая их 16-летнюю дочь и 14-летнего сына) за четыре года оформили широченную кухню, офис и три спальни. Все три этажа дома пронизывает изящно извивающаяся спиральная лестница. Двойное остекление дверей обеспечивает хорошую теплоизоляцию и солнечный нагрев, благодаря которому круглый год в пещере держится температура около 20 °C. Три промышленных влагопоглотителя ежедневно конденсируют из воздуха около тонны воды, поддерживая в жилом пространстве 60−70% влажности.

Авторы: Джино Канти, Пол Дже, Кевин Луонг, Патрик Нилин (Онтарио)

Не так давно Канти, Дже, Луонг и Нилин из колледжа Хамбер, работая над курсовой, стали первыми студентами колледжа, сумевшими установить радиосвязь с Международной космической станцией (ISS). Аппаратуру они сконструировали сами по спецификациям NASA. «Когда ребята в первый раз предложили эту идею, я чуть не расхохотался, — говорит Марк Ректор, профессор колледжа Хамблер и руководитель проекта. — Эти ребята, если упрутся, могут соорудить и ядерный реактор». Серьезность студенческих намерений стала ясна с первых шагов. Многие радиолюбители (в том числе и дед Нилина) систематически выходили на связь с астронавтами в рамках проводившейся в NASA международной программы связи радиолюбителей с Международной космической станцией, однако ни одна группа студентов колледжа не пробовала это делать самостоятельно на собственной аппаратуре. Потребовалось 22 месяца, чтобы студенты разработали и сконструировали свою систему, в которую входит передатчик, трансивер диапазона VHF (136−174 МГц), пара антенн и система слежения, которую ребята разработали самостоятельно. Самим пришлось дорабатывать и программное обеспечение, помогающее наладить связь с ISS, когда она пролетает в 400 км над головой на скорости 27 000 км/ч. Общие расходы составили $4000, и вот 2 февраля был включен передатчик, который NASA поставило на свой учет. На его позывные ответила астронавт Сандра Магнус, бортинженер и исследователь.

Автор: Кэл Джордано (Аляска)

Построить личную подводную лодку — такая же фантастика, как самодельный ранцевый реактивный аппарат, однако видавший виды моряк-моторист Кэл Джордано доказал, что возможно почти все, если у тебя достаточно упорства да еще есть под рукой списанная газовая цистерна. Десятиметровая полупогружная лодка представляет собой кокпит, сделанный из серийного буя, и приваренную к нему цистерну. Она самостоятельно заныривает на ходу под воздействием двух 120-сантиметровых рулей глубины. Передняя часть лодки уходит вглубь на 2,5м — при этом установленный на корме подвесной мотор продолжает свободно засасывать воздух, ведя лодку по бухте Аук на неспешной скорости в 10 узлов. Если скорость падает до трех узлов, рули теряют «подъемную силу», необходимую для удержания лодки под водой, и она выныривает на поверхность. (Если по причине какой-либо неполадки эта полуторатонная лодка вдруг пойдет в крутое пике, винт поднимется над водой, тяга исчезнет, и лодка пробкой выскочит на поверхность.) Через шноркель свежий воздух электровентилятором непрерывно подается в кокпит, а видеокамера, установленная на верхней палубе, позволяет Джордано свободно маневрировать, когда из кокпита уже не видно надводного мира. Зимой на носу можно поставить нож-форштевень, позволяющий прорываться сквозь 10-сантиметровый лед. Около киля Джордано привинтил небольшие колесики, так что касание дна теперь тоже не грозит неприятностями. К тому же теперь лодка может самостоятельно выехать на берег, да и для ее перевозки не нужно никакого трейлера. А для чего на носу установлена небольшая пушка Дальгрена? «Я стреляю из нее только Четвертого июля, — говорит хозяин. — Ну и, может быть, в свой день рождения».