Бортжурнал
Главная
Что внутри акульего плавника на крыше машины
Старая штыревая антенна была длиной около 75 сантиметров не случайно: это четверть длины волны музыкальных радиостанций в диапазоне УКВ.Плавник на крыше в разы ниже, и радио в нём помещается только благодаря спиральной катушке и усилителю. А первые плавники радио не ловили вовсе: их ставили ради телефона и навигации.Почему штырь был таким длиннымВолна музыкального УКВ-радио длиной примерно от 2,8 до 3,4 метра. Простая и хорошо работающая антенна для неё — металлический стержень в четверть волны, около 75 сантиметров.Вторую половину антенны заменяет металл кузова: крыша или крыло работают как «земля», от которой отражается сигнал.Лучше всего штырь работал бы в центре крыши, где ему ничего не мешает. Но ради внешнего вида его обычно ставили на крыло.С конца 1950-х на дорогих машинах появились выдвижные антенны с электроприводом, а у части Cadillac штырь поднимался, когда водитель вытягивал ручку громкости на приёмнике.Куда делись выдвижные антенныШтырь портил силуэт, его гнули, ломали и воровали. Производители хотели гладких машин, и антенна переехала в стекло.Тонкие проводники вклеивали в лобовое стекло ещё в 1970-х, а позже чаще всего радио стали ловить нитями в заднем стекле. Ранние варианты использовали прямо нити обогрева, в новых под антенну отводят отдельный участок стекла.У такой антенны слабая чувствительность, поэтому рядом ставят небольшой усилитель. У многих седанов радио до сих пор ловит заднее стекло, а у кроссоверов и универсалов — чаще боковое заднее окно.Что под пластиковым колпакомПод колпаком плавника собрано несколько антенн сразу. Обычно там антенны мобильной связи, иногда по две-три для быстрого интернета, антенна навигации, которая принимает сигналы ГЛОНАСС и других спутниковых систем, и во многих машинах радио.Навигации и мобильной связи размер плавника не мешает. Волна спутникового сигнала около 19 сантиметров, волны мобильной связи тоже короткие, и антенны для них помещаются на печатной плате.С радио сложнее: четверть его волны в плавник не влезет. Короткий элемент «удлиняют» электрически — сворачивают проводник спиралью, а слабый сигнал поднимает встроенный усилитель.Почему антенна снаружиМеталлический кузов для радиоволн — почти экран. Сигнал спутника очень слабый и приходит сверху, поэтому антенне навигации нужен вид на небо: крыша или место под радиопрозрачным пластиком.Крыша вдобавок работает как «земля» для всех антенн плавника: чем ровнее металл вокруг, тем одинаковее приём во все стороны. На крыле такой «земли» мало, поэтому штырь там ловил хуже, чем мог бы.Главный поворот: радио пришло последнимПервые плавники радио не ловили. Японский производитель антенн Harada пишет, что сначала плавники служили только для мобильной связи и навигации, а плавники с радио появились в 2010 году.Ранний плавник на BMW 3-й серии E46 был антенной для встроенного телефона. Радио при этом по-прежнему ловило стекло.С ЭРА-ГЛОНАСС похожая история: её антенна тоже не обязана жить на крыше. По ГОСТ 33464-2015 антенны навигации и связи могут быть внешними или встроенными в сам блок, а место выбирает производитель машины.Стандарт требует другого: связь должна работать в любом положении машины, а хотя бы одна антенна — пережить аварию. В АО «ГЛОНАСС» прямо говорили, что антенна может стоять в плавнике, под панелью у лобового стекла или ещё где-то.Что на самом деле прячется в плавникеПлавник — общий дом для антенн, которым нужна крыша: связи, навигации и, на машинах посвежее, радио. Штырь ловил только радио, а плавник собирает под одним колпаком связь, навигацию и радио, причём радио попало туда последним.Если радио пропало после замены заднего стекла, первым делом стоит проверить разъём антенны на нём: на многих машинах радио ловит именно стекло.Фото: Atharv Chandel, Викисклад (CC BY-SA 4.0).
Почему кардан назван в честь математика Кардано
Карданный вал носит имя Джероламо Кардано — итальянского врача и математика XVI века, который опубликовал решение кубических уравнений и написал первую книгу о вероятностях на примере игры в кости. Сам шарнир он не изобретал.В 1550 году Кардано описал подвес из колец, и его фамилия со временем перешла на деталь, которая крутит задний мост.Кто такой КарданоДжероламо Кардано жил с 1501 по 1576 год, лечил, преподавал и составлял гороскопы. В 1545 году он выпустил «Великое искусство» — книгу, где впервые напечатаны способы решать уравнения третьей и четвёртой степени.Формулу для кубических уравнений до сих пор называют его именем. Он же первым в Европе систематически работал с отрицательными числами. В 1570 году его арестовала инквизиция, в том числе за астрологические сочинения.Что Кардано описал на самом делеВ трактате «О тонкости вещей» 1550 года Кардано рассказал о подвесе из колец, которые вращаются на осях под прямым углом друг к другу. Пример он привёл такой: кресло императора Карла V было подвешено так, что седок оставался ровно при любой тряске.На том же принципе держат компас на корабле и гироскоп. Такой подвес в Европе стали называть карданным, а потом имя перешло и на шарнир с крестовиной, который работает похоже.Где кардан стоит в машинеНа заднеприводной машине мотор и коробка спереди, а ведущий мост сзади. Между ними под днищем идёт карданный вал.Мост качается на подвеске, угол между ним и коробкой всё время меняется, поэтому на концах вала стоят шарниры с крестовинами. Одной из первых машин, где вместо цепи поставили карданный вал, был Renault 1898 года.Одинарный кардан под углом вращает неровно: ведущий вал крутится равномерно, а ведомый дважды за оборот то ускоряется, то отстаёт. При угле 30 градусов разница доходит почти до 15 процентов. Поэтому шарниров на валу два, их ставят с одинаковыми углами, и второй гасит неравномерность первого.Почему у переднеприводных кардана нетУ переднеприводной машины мотор и коробка стоят рядом с ведущими колёсами, длинный вал не нужен. Главное другое: передние колёса ещё и поворачиваются, излом в шарнире получается большим и всё время меняется, и кардан на таком угле бы трясло.К колёсам момент идёт через ШРУСы — шарниры равных угловых скоростей. Внутри шарики бегают в канавках, и колесо крутится с той же скоростью, что и вал, даже при изломе до 45 градусов. Шариковый ШРУС придумал в 1926 году Альфред Цеппа, инженер Ford.Почему у «Нивы» и УАЗа кардан есть«Нива» и УАЗ полноприводные, у них ведущие мосты спереди и сзади. От раздаточной коробки к каждому мосту идёт свой карданный вал.У «Нивы» привод постоянный, между мостами работает дифференциал, который можно заблокировать рычагом. А к передним колёсам, которые поворачиваются, момент передают те же ШРУСы: на «Ниве» — в приводах колёс, на УАЗе — в поворотных кулаках переднего моста. Так что в этих машинах есть и то, и другое.Главный поворот: Кардано ничего не изобреталПодвес из колец придумали задолго до Кардано. В III веке до нашей эры греческий инженер Филон Византийский описал чернильницу, из которой чернила не проливаются, какой гранью её ни поверни.В Китае такой подвес знали не позже II века до нашей эры. Сам Кардано авторства не заявлял.Шарнир с крестовиной описал англичанин Роберт Гук. В книге о гелиоскопах 1676 года он первым назвал его универсальным шарниром, изучил, почему он вращает неровно, а позже предложил ставить два шарнира подряд.Поэтому в английском это шарнир Гука, а в русском — кардан, по имени человека, который описал совсем другое устройство.Что на самом деле крутит колёсаКардан хорошо работает там, где угол небольшой, а к поворотным колёсам момент передают только ШРУСы. Резиновый пыльник на ШРУСе держит смазку и не пускает внутрь грязь, поэтому порванный чехол лучше заменить сразу: изношенный шариковый шарнир обычно не чинят, а меняют целиком.Фото: Acroterion, Викисклад (CC BY-SA 4.0).