Что создают дети-инженеры в «Кванториуме»

Дрон-зондировщик, мини-ракета, гибридный электрогенератор и автоматическая оросительная система – это ещё не всё. Мы заглянули в детский технопарк «Кванториум» и подсмотрели одним глазком, над какими проектами работают сейчас школьники.

Как построить свою ракету

На столах лежат какие-то проводочки, платы, болтики, аккумуляторы, куча непонятных штучек, ну и скотч, конечно. Над всем этим гордо возвышается мини-ракета. За столом сидят и над чем-то усиленно трудятся четверо семиклассников: двое за ноутбуками, двое что-то мастерят руками.

Это кабинет «Космоквантума», одного из девяти направлений «Кванториума» Дворца детского творчества имени Ф.И. Авдеевой. Заправляет здесь всем Юрий Романов.

«Я педагог детского технопарка, а также преподаю информатику в Физико-техническом лицее. 20 лет в космическом образовании, – начинает он знакомство. – Вот готовимся к соревнованиям. Ребята, представьтесь».

– Давай ты.

– Нет, давай ты.

Мальчики немного стесняются, подбивают друг друга. Но затем первый набирается смелости и начинает разговор.

– Меня зовут Степанов Эрчим. Я создаю модель ракеты на компьютере с выбором материала, диаметра и прочего. И потом с помощью этой модели рассчитываю полет. Больше рассказать не могу. Созданием самой ракеты занимается он, – отчитывается Эрчим и с чувством выполненного долга указывает на друга.

– Борисов Анатолий, я конструктор, – подхватывает его товарищ. – Занимаюсь основной частью ракеты: все крепления, все соединения – это все делаю я. И разметки под электронику тоже делаю.

Толя собирает части, монтирует, режет, пилит, сверлит. Арсен рассчитывает параметры парашюта, пружины. Кирилл, капитан, пишет программу. Еще один член команды Кира, талантливый проектант, делает чертеж аппарата и создает 3Д-модель. Когда мы пришли, ее не было.

Работа над ошибками

Команда юных якутских инженеров «Чолбон» участвует во всероссийском чемпионате «Воздушно-инженерная школа», который проводит Московский государственный университет. Скоро у ребят дедлайн: они должны отправить видео своей работы, чтобы получить допуск в финал. Он пройдет на полигоне во Владимирской области.

Исходные пластиковые детали и узлы, а также начинку организаторы предоставляют участникам в виде конструктора. Поврежденные в ходе экспериментов части ребята распечатывают у себя в «Кванториуме» на 3Д-принтере.

Задача – собрать и запустить модель по заданной траектории, затем на определенной высоте хвост должен отделиться, а головная часть продолжить полет и затем спуститься на парашюте. Все как у настоящей ракеты.

Мальчики уже запускали свою ракету два раза. Первая проба прошла просто отлично: модель взлетела примерно на 500 метров. Для сравнения: на чемпионате задают высоту 250 метров.

Но во второй раз ракета почему-то сбилась с курса, махнула куда-то по собственному маршруту и затерялась вдали. Беглянку все же удалось отыскать. Но корпус у нее сломался. Платы, к счастью, остались целы.

И сейчас друзья корпят над устранением ошибок.

Дроны вместо самолета-зондировщика

Во втором кабинете располагается «Геоквантум». Здесь меня уже ждут еще один семиклассник Вячеслав Иванов и его наставница Екатерина Нестерова.

Слава работает над дроном-зондировщиком. Его задача – помочь спасателям в тушении лесных пожаров. Аппарат, который он сейчас моделирует, должен подняться в небо и распылить специальное вещество, вызывающее дождь.

«Техника, которую на данный момент используют для этого в России и мире, очень затратная. А Слава придумал экономичный способ. Мы были в МЧС, специально консультировались с ГИС-отделом. Они дали нам рекомендации. Технически это все возможно», – говорит педагог.

Школьник показывает мне видео пробного полета: дрон поднимается в воздух и через минуту на землю падает шарик. На практике вместо шарика будет гиропатрон.

Такой же дрон используют в своей работе спасатели. К нему приделали клешни, распечатанные все на том же 3Д-принтере. Добавили плату, в которую записали программу с помощью Arduino, раскрывающую «руки» и выпускающую гиропатрон. В полете он взорвется, и вещество разлетится по ветру. В общем, задумка такая.

На вопрос, почему он выбрал себе такую тему, Слава мягким голосом отвечает:

– Потому что мой дедушка работал в МЧС, тушил пожары в Амгинском улусе. И я думал, как облегчить ему работу.

И второй его проект тоже связан с лесными пожарами. Это карта, на которой собраны точки возгорания в лесах Якутии за последние восемь лет. Такая систематика позволит выявить места, где пожары происходят постоянно. Далее задача Славы – выявить, почему именно в этих точках возгорания происходят из года в год. Если удастся найти причину, можно будет предотвратить пожар задолго до его начала.

И тогда работы у спасателей будет значительно меньше.

Энергия солнца, света и воды

Следующий ученик Артур Иванов занимается по направлению «Энерджиквантум». У него тоже два проекта – система автоматического полива растений и гибридный электрогенератор.

Первый уже полностью готов и прекрасно справляется с задачей. Артур сконструировал его еще в прошлом году и даже поставил у себя на даче.

«Если куда-то улетаешь, то он может автоматически поливать твои растения. Вообще прелестно работает. Если честно, он не такой уж и сложный», – пожимает плечами семиклассник.

Он не видит чего-то особенного в этом своем детище и с бóльшей охотой говорит о втором проекте, над которым работает сейчас.

«Я его придумал прошлым летом на даче. У нас там часто вырубает электричество. Свет может уходить без предупреждения на 15 часов. Помню, как я сидел 10 часов без ничего. В холодильнике тухнет еда, есть нечего. Я сидел на веранде, и в час ночи резко дали свет», – вспоминает юноша.

За прошедший год он скомпоновал прототип. Его гибридный электрогенератор берет энергию от солнца, ветра и воды.

«Солнечная панель 12 вольт стабильно выдает. Вот эти части здесь уже были, а эти пришлось собирать. Плата ардуино – мозг всей системы. Электроконтроллер, от генератора все поступает сюда. Там лежит аккумулятор, к которому идет весь ток от этого электроконтроллера. Далее к ардуино и уже в дом», – увлеченно рассказывает школьник и показывает детали конструкции.

Я мало что в этом понимаю, но старательно киваю и соглашаюсь.

«Есть три режима работы: штатный, дефицит энергии и аварийный, – между тем продолжает мой собеседник. – При штатном все генераторы работают. При аварийном – ни один, система работает только от одного аккумулятора. У нас есть потребители – условно лампочки. При штатном режиме работают все три потребителя. При аварийном – только один, самый приоритетный. Например, это холодильник, где хранятся продукты».

Мощности у его электрогенератора хватает на холодильник, лампочки и зарядку для телефона.

В теории все сходится и должно работать. Но на практике Артур еще не проверял. Он планирует продолжить работу в следующем году.

Интересных проектов в «Кванториуме» много. Активные дети под руководством опытных наставников занимаются инженерно-конструкторской и исследовательской деятельностью от робототехники до моделирования беспилотных объектов. Увлечение реальной наукой им, конечно, пригодится в будущем. Глядишь, именно здесь, в школе мышления, они найдут свое призвание и определятся с профессией.

Отметим, что «Кванториум» был открыт по нацпроекту «Образование», инициированным президентом РФ Владимиром Путиным.