Вокруг Науки Техники

[Flanger]

В Китае создали реактивный двигатель, развивающий на обычном керосине 16 Махов

Китайские ученые испытали гиперзвуковой двигатель ODE, работающий на стандартном авиационном керосине RP-3. Новый двигатель основан на концепции косой стоячей детонационной волны (ODEW): в отличие от традиционных реактивных установок, сгорание в нем происходит не плавно, а в результате серии детонационных ударов, что в 1000 раз ускоряет процесс выделения энергии. Это позволяет двигателю развивать скорость до 20 000 км/ч (16 Махов) и эффективно работать в диапазоне, где традиционные ПВРД теряют эффективность. Компактный и мощный, ODE открывает новые перспективы для авиации и многоразовых космических самолетов.

Исследователи из Китайской академии наук (CAS) провели серию экспериментов в ударной трубе JF-12 в Пекине, имитирующей условия гиперзвукового полета на высоте более 40 км. Им удалось добиться устойчивого формирования косых детонационных волн с использованием коммерчески доступного авиационного топлива RP-3. Скорость сгорания топлива в новом двигателе была в 1000 раз выше, чем у традиционных прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД). Установка способна работать в диапазоне 6-16 Маха, где обычные двигатели неэффективны.

Из-за высокой потребляемой мощности аэродинамическая труба работала только 50 миллисекунд, что соответствует 150 м на скорости 9 Махов. Этого времени хватило, чтобы исследователи изучили зажигание двигателя и самоподдерживающиеся ударные волны.
Прямоточные воздушно-реактивные двигатели требуют громоздких камер сгорания и могут перестать работать на высоких скоростях. В отличие от них, двигатель ODE использует ударные волны. Ударная волна настолько сильно сжимает и воспламеняет топливно-воздушную смесь, что создает самоподдерживающийся фронт детонации.

На протяжении десятилетий гиперзвуковые двигатели работали на водороде или этилене. Эти виды топлива быстро воспламеняются, но их хранение проблематично. Керосин RP-3, напротив, обладает высокой энергетической плотностью и удобен в логистике, но воспламеняется медленно, что усложняет запуск двигателя в полете. Команда CAS нашла способ обойти эту проблему: они предварительно сжимают топливно-воздушную смесь до 3 800 К (3 527 °C) перед воспламенением, создают небольшой выступ, формирующий локальные «горячие точки» для запуска цепных реакций, и ускоряют рассеивание топлива с помощью аэродинамических стоек в форме крыла.

Разместив 5-мм выступ на стенке камеры сгорания, инженеры вызвали самоподдерживающиеся «детонационные алмазы» — сверхбыстрые взрывы, вызванные ударной волной, которые завершают сгорание за микросекунды. На скорости 9 Махов давление в точках детонации в 20 раз превышало атмосферное, что указывает на высокую тягу двигателя.

Камера сгорания нового двигателя на 85% короче, чем у ПВРД, что позволит снизить вес самолета и увеличить дальность полета.
Этот проект — часть амбициозного плана Китая по созданию к 2030 году самолета, способного достичь любой точки мира за час. При скорости 16 Махов (около 20 000 км/ч) технология может лечь в основу многоразовых космических самолетов, совмещающих атмосферные и орбитальные полеты. В военной сфере двигатель ODE может стать основой для гиперзвуковых ракет, дронов или бомбардировщиков с огромной дальностью и низкой стоимостью эксплуатации. Тем не менее, геобходимо изучить побочные продукты RP-3 и оптимизировать конфигурацию выступов для повышения эффективности двигателя.

[Flanger]

[Flanger]

Специалисты «Авиакора» завершили сборку первого фюзеляжа для «Ладоги»

На самарском авиационном заводе «Авиакор» изготовлен и отправлен на УЗГА первый фюзеляж для ТВРС-44 — самолета, также известного как «Ладога». Новое российское воздушное судно, предназначенное для региональных пассажирских и грузовых перевозок.

В данном проекте, помимо множества других предприятий и институтов, принимают участие специалисты Самарского национального исследовательского университета, отвечающего за выпуск ряда требуемых для «Ладоги» систем и оборудования.

ТВРС-44 является отечественным региональным самолетом, призванным заменить устаревшие, но еще работающие Ан-24 и Ан-26, а также Як-40. «Ладога» рассчитана на перевозку до 44 пассажиров и уже идет разработка грузопассажирского варианта. Кроме того, в перспективе создание удлиненной 58-местной версии.

Фюзеляж для ТВРС-44 изготавливается на самарском «Авиакоре», крыло создается Смоленским авиационным заводом, «хвостом» занимаются в нижегородском отделении УЗГА, а окончательная сборка «Ладоги» будет проходить на площадке УЗГА, расположенной в Екатеринбурге. При этом двигатели модели ТВ7-117СТ-02 производит ОДК-Климов из Санкт-Петербурга.

[Flanger]

Устройство для уничтожения паразитов на рыбе

[Flanger]

Установка нефтяной платформы

[Flanger]

Квантовая навигация: революция в ориентации в пространстве без GPS

Разработки учёных обещают автономное ориентирование без внешних сигналов

Современные квантовые технологии перестали быть уделом лабораторий — они начинают менять нашу повседневную жизнь. Теперь они готовы трансформировать один из самых фундаментальных аспектов нашего существования: способ, которым мы ориентируемся в пространстве.

Представьте себе подводные лодки, которые могут путешествовать под водой, никогда не поднимаясь на поверхность для обновления координат. Самолёты, летающие через континенты с непревзойдённой точностью, не зависящие от помех в навигационных системах. Спасатели, ориентирующиеся в задымленных зданиях и подземных туннелях с безупречной точностью, а автономные автомобили — прокладывающие идеальные маршруты через плотные городские кварталы. Эти сценарии могут показаться научной фантастикой, но они становятся возможными благодаря новому подходу, известному как квантовая навигация.

Глобальные спутниковые навигационные системы, такие как GPS, глубоко интегрированы в современное общество. Мы используем их ежедневно — для навигации, заказа товаров и доставки, геометок в фотографиях. Но их значение выходит далеко за пределы удобства. Навигационные сигналы со спутников на орбите Земли используются для аутентификации биржевых сделок и балансировки электросетей. В сельском хозяйстве GPS управляет автономными тракторами и помогает пасти скот. Службы экстренного реагирования зависят от спутниковых навигационных систем, чтобы быстрее добираться до пострадавших.

Несмотря на свои преимущества, такие системы уязвимы. Спутниковые сигналы можно заглушить или подвергнуть помехам. Это может происходить в зонах военных конфликтов, при террористических атаках или даже в рамках законных (или незаконных) мер защиты конфиденциальности. Карты вроде GPSJAM в реальном времени показывают области с нарушениями сигналов — например, на Ближнем Востоке, вокруг России и Украины, а также в Мьянме.

К тому же, космическая среда нестабильна. Солнце периодически выбрасывает огромные облака плазмы, вызывая так называемые солнечные бури. Эти выбросы сталкиваются с магнитным полем Земли, нарушая работу спутников и GPS-сигналов. Иногда эти эффекты временные, но они могут наносить и серьёзный ущерб в зависимости от мощности вспышки . Сбой глобальных навигационных спутниковых систем будет не просто неудобством — он приведёт к нарушению работы критически важных инфраструктур. По оценкам, отказ GPS будет стоить экономике США примерно 1 миллиард долларов в день , вызывая цепную реакцию сбоев в связанных системах.

В некоторых условиях сигналы спутниковой навигации работают плохо. Они не проникают сквозь воду или под землёй. Если вы когда-либо пытались использовать Google Maps в густо застроенном городе, вы могли столкнуться с проблемами: высотные здания вызывают отражение сигналов, что снижает точность позиционирования. Внутри зданий сигналы ослабевают или вовсе недоступны.

Именно здесь на помощь может прийти квантовая навигация.

Квантовая наука описывает поведение частиц на масштабах, меньших, чем атом. Она открывает удивительные эффекты, такие как суперпозиция (когда частица может существовать в нескольких состояниях одновременно) и запутанность (когда частицы связаны между собой через пространство и время таким образом, что это противоречит классическим представлениям). Эти эффекты крайне хрупкие и, как правило, исчезают при наблюдении, поэтому мы не замечаем их в повседневной жизни. Однако именно эта хрупкость делает квантовые процессы уникальными сенсорами.

Квантовый магнитометр

Сенсор — это устройство, которое фиксирует изменения в окружающей среде и преобразует их в измеряемый сигнал. Например, автоматические двери, которые открываются, когда человек подходит близко, или сенсорные экраны смартфонов. Квантовые сенсоры обладают исключительной чувствительностью, потому что квантовые частицы реагируют даже на минимальные изменения в окружающей среде. В отличие от обычных сенсоров, которые могут пропускать слабые сигналы, квантовые устройства отлично фиксируют мельчайшие колебания времени, гравитации и магнитных полей. Эта точность крайне важна для надёжных навигационных систем.

Исследовательская группа разрабатывает новые способы использования квантовых сенсоров для измерения магнитного поля Земли с целью навигации. Применяя квантовые эффекты в алмазах, можно регистрировать магнитное поле в реальном времени и сверять измерения с заранее составленными к артами магнитного поля , создавая надёжную альтернативу GPS. Поскольку магнитные сигналы не подвержены глушению и работают под водой, они могут стать отличной резервной системой.

Навигация будущего будет сочетать квантовые сенсоры для повышения точности определения местоположения (путём анализа магнитных и гравитационных полей Земли), улучшения ориентации (с помощью квантовых гироскопов) и усовершенствования измерения времени (благодаря компактным атомным часам и связанным системам синхронизации). Эти технологии дополнят, а в некоторых случаях даже заменят традиционные спутниковые навигационные системы.

Однако, несмотря на очевидные перспективы, внедрение квантовой навигации в реальную жизнь остаётся сложной задачей. Исследовательские группы и компании по всему миру работают над совершенствованием этих технологий — от академических институтов до государственных лабораторий и промышленных предприятий.

Стартапы и крупные корпорации уже разрабатывают прототипы квантовых акселерометров (устройств для измерения движения) и гироскопов, но они пока остаются на ранних этапах тестирования и применяются лишь в специализированных сферах. Среди ключевых проблем — необходимость миниатюризации квантовых сенсоров, снижение энергопотребления, повышение стабильности работы вне лабораторных условий и интеграция с существующими системами навигации.

Остаётся и проблема стоимости: современные квантовые устройства дороги и сложны, что делает их массовое применение делом будущего.

Если эти преграды удастся преодолеть, квантовая навигация может изменить повседневную жизнь во многих сферах. Хотя она не заменит GPS мгновенно, со временем она может стать неотъемлемой частью глобальной инфраструктуры, обеспечивающей движение и ориентацию в пространстве даже там, где спутниковые сигналы недоступны.

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Лазерным сварочным аппаратом X1 Pro сможет пользоваться даже полный новичок

Достижение мастерства в сварке требует многолетней практики. Но компания XLaserLab предлагает инновационный подход к процессу с помощью своего лазерного сварочного аппарата X1 Pro. Это устройство не только сваривает даже тонкие металлические детали, но и режет, очищает от ржавчины — и при этом работает от стандартной сети 120/240 В.

X1 Pro настолько прост в использовании, что даже новички могут создавать идеальные швы при толщине материала 0,2 миллиметра без вероятности прожига или деформации. Отсутствие потребности в защитном газе и скорость сварки до 4 раз выше традиционной делают его универсальным инструментом. Профессионалы также оценят X1 Pro, поскольку он позволяет сваривать сталь толщиной до 3 мм, что идеально подходит для ремонта классических автомобилей. Низкое тепловыделение минимизирует риск деформации при удалении ржавчины.

Сварочный аппарат обладает функцией лазерного резака для материалов толщиной до 3 мм. Устройство весом 12 килограммов сваривает нержавеющую, углеродистую сталь и оцинкованные листы. Также есть функция удаления ржавчины, что значительно ускоряет подготовку материала к сварке. X1 Pro — это модульный инструмент, который может использоваться как в ручном режиме, так и с ЧПУ.

Сенсорный экран с поддержкой 16 языков позволяет легко настроить параметры работы для любого типа материала, а широкий выбор аксессуаров расширяет возможности X1 Pro. Сейчас XLaserLab предлагает аппарат по специальной цене на Kickstarter.

[Flanger]

В России разработан материал на замену редкоземельным магнитам в производстве электроники

В России ученые разработали новую технологию и получили с ее помощью новый материал — альтернативу дорогостоящим редкоземельным магнитам. Полученный порошок по характеристикам превосходит большинство известных аналогов.

Более эффективный аналог

Исследователи НИТУ МИСИС и Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН предложили альтернативу дорогостоящим редкоземельным магнитам, сообщили на своем сайте представители МИСИС. Разработка перспективна для применения в электронике, аудио- и бытовой технике, а также автомобилестроении и промышленности

Ученые создали новую технологию, с помощью которой им удалось впервые получить материал для изготовления более стабильных постоянных магнитов, способных заменить дорогостоящие аналоги с редкоземельными элементами.

«В среднем коэрцитивная сила коммерчески доступных и широко используемых марок ферритов бария составляет до 4 кЭ, реже — 5 кЭ. Полученный нами порошок обладает коэрцитивной силой 5,6 кЭ, благодаря чему превосходит большинство известных аналогов», — сказал кандидат технических наук Андрей Тимофеев, доцент кафедры технологии материалов электроники НИТУ МИСИС.

Постоянные магниты широко используются в электронике, медицинской технике, датчиках, генераторах, системах управления двигателями, различных механизмах автоматизации, для упаковки и удержания металлических деталей, говорится в сообщении вуза.

Технология российских ученых

В зависимости от назначения магниты чаще всего изготавливаются из сплава неодим-железо-бор или гексагональных ферритов бария или стронция. Неодимовые магниты — наиболее мощные, но ферритовые значительно дешевле, доступнее и устойчивее к химическим воздействиям и коррозии, прокомментировали исследователи. Сейчас актуальной задачей является улучшение характеристик ферритовых магнитов, чтобы заменить ими неодимовые.

«Уникальность нашей разработки в объединении нескольких технологий. Первая — получение нанопластинок гексаферрита определенной формы, которое требует специальных условий синтеза. Вторая — низкотемпературное спекание, с помощью которого получается керамика с сохранением магнитных параметров исходного порошка. Данный материал в дальнейшем может быть использован для создания более эффективных ферритовых магнитов», — сказал кандидат технических наук Андрей Миронович, доцент кафедры технологии материалов электроники НИТУ МИСИС.

Исследователи добавляли к ферритовым частицам оксид висмута или оксид бора в различном количестве, а затем полученную смесь формовали и спекали при 900°C.

Редкоземельные металлы

Неодим входит в число 17 элементов, относящихся к группе редкоземельных металлов (РЗМ), концентрация которых на природных месторождениях очень низкая, из-за чего процесс добычи становится сложным и дорогостоящим.

В России разведанные запасы редкоземельных металлов (РЗМ) оцениваются в 28,5 млн т., по данным главы Роснедр Олега Казанова, которые в феврале 2025 г. приводил ТАСС. На Ловозерском месторождении в Мурманской области, например, они составляют семь млн т, на Томторском месторождении в Якутии — четыре млн т. На нашу страну приходится 17% от мировых запасов. Это второе место после Китая, который является лидером по этому показателю. Однако доля нашей добычи составляет менее 1% рынка производства РЗМ. Так оценил ее директор по технологическому развитию «Росатома» Андрей Шевченко.

Редкоземельные металлы имеют жизненно важное значение для производства многих высокотехнологичных продуктов, в том числе электроники. Их добычей занимались также Япония, Канада, США, Бельгия и Южная Корея.

Власти КНР в последнее время последовательно ужесточают правила экспорта редкоземельных металлов. А летом 2024 г. стало известно, что Правительство собирается национализировать все запасы используемых при изготовлении интегральных микросхем редкоземельных металлов в стране.

[Flanger]

Робота-ребёнка презентовали в Китае

Lingxi X2 ростом с шестикласника умеет кататься на самокате, сегвее и даже велосипеде. Создатели рассчитывают, что родители будут покупать Lingxi X2 своим детям.