Jump to content
Sign in to follow this  
Flanger

Вокруг Науки Техники

Recommended Posts

Цитата


Группа европейских ученых смоделировала походку вымершего вида Orobates pabsti: для этого они использовали данные о его скелете, полученные с помощью хорошо сохранившейся окаменелости, а также следы животного. Подученные движения затем использовали для обучения робота, созданного на основе скелета вымершего вида. Статья опубликована в Nature, там же опубликован редакционный материал, посвященный исследованию.

Манеру передвижения древних животных обычно определяют по отпечаткам лап, найденных в окаменелостях, а также по анализу движений их потомков. Тем не менее, такой анализ не дает точного представления о походке: анализируя окаменелости, движения древних животных можно разве что описать теоретически.

Группа биологов и инженеров под руководством Джона Ньякатуры (John Nyakatura) из Гумбольдского университета в Берлине решила пойти дальше и смоделировать походку древнего животного — позвоночного из рода Orobates. Хорошо сохранившуюся окаменелость животного этого рода (Orobates pabsti) обнаружили на территории современной Германии в 2004 году: вид отнесли к Пермскому периоду, а его обитание на планете датировали 260 миллионами лет назад. Вместе с телом животного палеонтологи также обнаружили его следы.

Проанализировав окаменелость оробата, ученые создали трехмерную модель скелета и смоделировали движение животного, оцифровав изображения окаменелостей с его следами. Движения модели ограничили с помощью данных о походках современных четвероногих ящериц: сравнив движения модели с движениями потомков, а также изучив силы реакции поверхности на распределение их тяжести, инженеры исключили наименее вероятные походки.

Полученную модель затем использовали для обучения походке робота, созданного на основе окаменелости оробата. Изучив получившиеся движения древнего животного, биологи пришли к выводу, что моторные навыки оробата намного более развиты, чем считалось ранее для позвоночных из стем-группы (таксон вымерших животных): они передвигались на выпрямленных лапах и обладали улучшенным балансом по сравнению с более древними четвероногими.

Подробнее изучить параметры, которые использовались учеными для моделирования походки оробата, можно также с помощью специального интерфейса: в нем пользователи также могут отрегулировать некоторые параметры (вроде движений позвоночника при ходьбе и баланса).

В 2017 году физикам удалось смоделировать движение древних морских ящеров плезиозавров: с помощью полученной модели они объяснили, как животным удавалось эффективно использовать две пары одинаковых ласт. 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Workhorse Group представила пассажирский дрон SureFly Octocopter
 

Специализирующийся на производстве коммерческого электротранспорта стартап Workhorse Group представил миниатюрный вертолет Octocopter, стоимость которого составит $200 тыс. Об этом пишет CNBC.

105679756-1547576133040unknown.530x298.jpg

Вертолет SureFly Octocopter сможет поднимать в воздух полезную массу весом до 180 кг. Вероятно, ею станет пилот и один пассажир. Максимальная скорость полета Octocopter составит 120 км/час, при этом расстояние на одной зарядке, которое может преодолеть вертолет, также составляет 120 км.

105680031-1547583976886sureflyoctocopterinterior.530x298.jpg

Помимо электрического двигателя, Octocopter будет иметь дизельный двигатель — первые модели будут использовать его в качестве основного, в дальнейшем аппарат полностью перейдет на возобновляемую энергию.


 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Подо льдом Антарктиды обнаружена жизнь в озере, закрытом от внешнего мира на протяжении столетий.

Команда экспедиции Джона Приску из Университета Монтаны обнаружила бактерии в озере Мерсер, которое полностью скрыто подо льдом Антарктиды. Площадь водоема - около 160 км, глубина - 10 метров. Ученые удивлены высокой плотностью микроорганизмов: 10000 бактерий на миллиметр. Это примерно в 100 раз меньше, чем в обычной океанской воде, однако очень много для озера, скрытого от внешней среды на протяжении веков.

Среда подледного озера является одной из самых экстремальных на нашей планете: отсутствует свет, крайне холодно, нет кислорода, замкнутая экосистема. Наблюдение подобных условий помогает предугадать, где и как искать жизнь на других планетах. Как считает Джон Приску, озера Антарктиды могут хранить в себе и более развитые форсы жизни:

"В озерной системе содержится достаточно органики для поддержания развитых форм жизни. Мы постараемся найти каких-нибудь животных здесь, но это займет пару месяцев".

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Инженеры создали кондиционер, который работает без электричества

По данным Международного энергетического агентства, к 2050 году почти 6 млрд кондиционеров могут использовать 37% мирового электричества. Это связано с активно развивающимися рынками Китая и Индии — граждане стран становятся богаче, и покупают больше кондиционеров в условиях повышения глобальной температуры воздуха.

Кроме того, существующие кондиционеры выделяют углекислый газ и используют хладагенты, которые ускоряют глобальное потепление.

soundenergy-thermoacoustic-cooling-1.jpg

Созданное SoundEnergy устройство работает аналогично с двигателяем Стирлинга , который впервые был представлен 200 лет назад в начале 1800-х годов. Кондиционер использует разницу температур для создания акустической волны в закольцованной трубе и усиливает эту волну с помощью перепада давления, пока она не достигнет высокой интенсивности. После того, как перепад тепла был преобразован в перепад давления, перепад давления снова преобразуется в тепло, на этот раз — со знаком минус.

soundenergy-thermoacoustic-cooling-3.jpg

Компания уже продала первую партию кондиционеров по цене в $50 тыс. за устройство. По словам представителя SoundEnergy, по мере роста производства стоимость устройства будет снижаться.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Оранжевый банан даст витамины миллионам людей

По оценкам медиков, примерно от 650 000 до 750 000 детей во всем мире страдают от дефицита витамина А. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, дефицит витамина А является основной причиной проблем со зрением. Кроме того, он обеспечивает целостность клеток и ускоряет процесс заживления. Для решения этой глобальной проблемы исследователи из Квинслендского технологического университета создали особый вид оранжевых бананов, который в отличие от традиционной разновидности насыщен витамином А.

Над выведением гибридного сорта команда ученых под руководством Джеймса Дейла работала на протяжении 10 лет. Новый вид стал результатом скрещивания плодов из Папуа-Новой Гвинеи и сорта бананов «Кавендиш». После испытаний в лабораториях новый сорт был отправлен для полевых тестов в Уганду. Если всё пройдет успешно, плод поможет миллионам людей, страдающим от витаминодефицитных заболеваний.

По мнению исследователей, примерно к 2021 году местные фермеры уже смогут снять урожай бананов, богатый витамином А.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

В Новосибирске завершились испытания полностью алюминиевого авиадвигателя

fc27e5d4c5ed28978bfae794d4fbdf5b.jpg

Разработчики Новосибирского государственного технического университета завершили испытания полностью алюминиевого авиационного двигателя. Согласно сообщению университета, испытания состоялись на аэродроме Мочище под Новосибирском и были признаны полностью успешными. По словам профессора кафедры самолето- и вертолетостроения новосибирского университета Ильи Зверкова, по итогам многих часов работы микрометрические исследования силовой установки не показали износа.

Алюминий традиционно используется в конструкции авиационных двигателей вместо стали для снижения общей массы силовых установок. При этом из алюминия выполняются только ненагруженные или слабонагруженные детали и узлы, например, блок цилиндров, радиаторы охлаждения или поршни. Все остальные элементы, как, например, гильзы цилиндров или различные шестерни, изготавливаются из различных сплавов стали.

По утверждению разработчиков из Новосибирского государственного технического университета, их авиационный поршневой двигатель полностью изготовлен из алюминия, благодаря чему удалось снизить массу силовой установки на 30-40 процентов по сравнению с сопоставимой по размерам и мощности традиционной установки со стальными деталями. Расчетная мощность полностью алюминиевого двигателя увеличилась на 40 лошадиных сил и составила 400 лошадиных сил (294,2 киловатта). Установка работает на бензине АИ-95.

Для обработки алюминиевых деталей двигателя использовалась технология плазменно-электролитического оксидирования, разработанная Институтом неорганической химии. Эта технология позволяет получить на поверхности алюминиевой детали тонкий слой корунда, кристаллического α-оксида алюминия. Такой минерал отличается от алюминия высокими твердостью и температурой плавления. По итогам испытаний двигателя износа слоя искусственного корунда микрометрические приборы не показали.

При этом во время испытаний на одной из деталей образовался скол слоя корунда, в результате чего нарушилось уплотнение системы циркуляции масла, и двигатель начал дымить. Разработчики утверждают, что эта неполадка связана с производственным браком исходной алюминиевой детали. Экспериментальный образец полностью алюминиевого двигателя был собран специально для учебного самолета Як-52. Это уже не первые испытания силовой установки. Испытания двигателя проводились с января 2018 года.

Конструкторы также спроектировали серийную версию алюминиевой силовой установки, в которой вместо Н-образной схемы расположения цилиндров использовали V-образную. Благодаря этому удалось уменьшить габариты двигателя, сделав его пригодным для установки на учебные самолеты Як-18Т, пассажирские Ил-103 и и амфибии Бе-103. Двигатель спроектирован по модульной схеме с двумя силовыми блоками мощностью 200 лошадиных сил каждый. Масса силовой установки составит 98 килограммов.

Следует отметить, что прежде предпринимались попытки создать полностью алюминиевые двигатели для автомобилей и мотоциклов. Такие силовые установки даже выпускались серийно. В частности, короткий период времени в 1990-х годах в США продавались автомобили BMW с двигателями M60, сделанными полностью из алюминия. В них все нагруженные детали имели никель-кремниевое покрытие. Такие установки относительно быстро выходили из строя из-за быстрого разрушения защитного слоя, вызванного серой в горючем. Особенно часто это явление проявлялось в Западной Европе и в 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Подсмотрели у моллюсков

Создан новый тип ударопрочного стекла со структурой природного перламутра.

Стекло, стеклянный – все эти слова у нас, как правило, ассоциируются с чем-то прозрачным и в тоже время хрупким. Поэтому за возможность смотреть сквозь стекло на мир реальный, если это обычное окно, или мир виртуальный, когда таким окном служит экран смартфона, нам приходиться расплачиваться бережным и аккуратным отношением к этому удивительному материалу. 
Нарушение этого правила оборачивается всем известной «паутиной» на экране, острыми сколками и последующим дорогостоящим ремонтом. Сделать стекло прочнее можно, например, закалкой, но хрупким оно от этого быть не перестанет – да, оно будет не так царапаться и его будет сложнее разбить, но от сильного удара всё равно растрескается. 

Ещё один вариант – сделать многослойный материал, где слои стекла чередуются со слоями прозрачного пластика. Такое стекло будет прочнее одинарного, и пластик поможет удержать большую часть осколков, если такое стекло разобьётся. Но кардинально это картины не меняет: одна маленькая трещинка может быть губительной как для обычного стекла, так и для Gorilla Glass или триплекса.

Удивительно, но задачу создания прочного и одновременно нехрупкого материала уже давно решили моллюски. Поскольку раковина для моллюска – это и дом, защищающий от хищников, и опорный скелет, то от её прочности в буквальном смысле слова зависит его жизнь. Поэтому неудивительно, что за миллионы лет эволюции природа довела конструкцию раковины до совершенства, сделав её и прочной, и устойчивой к возможным повреждениям – не менять же моллюску целый дом только из-за одной маленькой трещины? 
Такие свойства придаёт раковине особая структура, состоящая из слоёв маленьких плиток карбоната кальция, склеенных между собой белком конхиолином. У этого природного композита есть удивительная способность поглощать энергию удара и препятствовать образованию трещин. Это возможно из-за того, что плиточные слои могут смещаться друг относительно друга за счёт эластичности связующего белка. Однако моллюску нужен прочный и надёжный дом, и делать его прозрачным – совсем не входит в его планы.

А вот группе исследователей из Университета Макгилла удалось достаточно легко создать прозрачный материал из стекла и пластика по «моллюсковой» технологии. Для этого они лазером «нарезали» на тонких стеклянных пластинках узор в виде шестиугольных плиток. После чего стеклянные заготовки были склеены между собой с помощью полимерного материала: этилен-винилацетата. В процессе склейки стеклянные листы были специально расколоты по намеченным линиям, чтобы получились отдельные шестиугольные стеклянные плитки. 
Прозрачность получившегося материала оказалась лишь немногим хуже обычного стекла, однако способность деформироваться под нагрузкой без растрескивания оказалась в разы лучше, чем у известных видов ударопрочных стёкол. 
Технология изготовления такого стекла не требует больших затрат, поэтому можно надеяться, что уже в скором будущем мы будем меньше бояться разбить экран нового смартфона.

По материалам Science.

Автор: Максим Абаев

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Швейцария научилась добывать керосин из воздуха
Специалисты из Швейцарской высшей технической школы Цюриха установили на крышу университета систему, которая производит полчашки керосина в день из воздуха благодаря энергии Солнца. Об этом пишет Futurity.

Солнечная станция площадью около 1 кв.км сможет производить до 20 тыс. литров керосина в день — это поможет обеспечить полностью нужды авиации во всем топливе без использования нефти.

С помощью прототипа из воздуха добывается вода и углекислый газ, который от энергии Солнца расщепляется на синтетический газ — смесь водорода и моноксида углерода. Уже позже он превращается в керосин, метанол или другие углеводы.

Благодаря этому исследованию швейцарские ученые намерены полностью отказаться от использования нефти в авиации и морском транспорте. Сейчас ученые занимаются строительство большого солнечного реактора около Мадрида, который войдет в европейскую систему безопасной энергетики Sun-to-Liquid.


 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Вода из воздуха. Инженеры придумали, как не умереть от жажды даже в пустыне

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли создали агрегат для получения воды из воздуха, пишет Science. Сообщается, что в пустыне из него выходит до 1,3 литра в сутки. И это чистая вода, которую можно пить, она не требует никакой фильтрации.Главная часть устройства сделана из пористого гибридного материала на основе алюминия. Он прекрасно впитывает влагу, а при нагревании легко отдаёт. Эта конструкция находится в пластиковой коробке, куда вентилятором нагнетается воздух. Нагревательный элемент помогает выделить накапливающуюся воду, и она по специальной трубке стекает в бутылку.

Всё это работает на солнечной батарее.Отметим, что в 2014 году показывали прототип этого устройства, но он был без вентилятора и нагревательного элемента, так что работал по следующей схеме: ночью впитывал влагу, а днём, благодаря солнечному теплу, отдавал. Делал всего 400 миллилитров на килограмм абсорбента, а в самые засушливые дни — только 200.Свою последнюю новинку создатели испытали в пустыне Мохаве. Там получилось 700 миллилитров в сутки из расчёта на каждый килограмм вышеупомянутого материала. Разработчики заявили, что с помощью самой компактной версии водосборника в умеренном климате можно иметь по десять литров в день, то есть вполне достаточно для семьи из трёх человек.В следующем году планируют показать мощный улучшенный вариант, который сможет давать уже по 22,5 тысячи литров в сутки, а это уже водоснабжение для целого посёлка.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Ученые из Института Гельмгольца Ульма в Германии разработали формулу дешевых и экологичных батареек на основе кальция.

Кальций встречается в природе в 2500 раз чаще лития и может стать безопасной альтернативой токсичным веществам. 

Исследователи синтезировали новый тип соли кальция с добавлением фтористого соединения — по составу этот материал напоминает яичную скорлупу. Вещество проводит электричество лучше, чем другие кальциевые электролиты.

У литиево-ионных батарей много недостатков: для их производства используются редкоземельные металлы, добыча которых загрязняет атмосферу. В них содержатся литий, кобальт и другие вредные вещества. Кроме того, они могут самовозгораться.

Потребность в альтернативе связана с развитием технологий. По прогнозам Electric Vehicle Outlook, к 2040 году электрокары составят 57% продаваемых пассажирских автомобилей.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Алюминиевые батарейки оказались намного лучше литий-ионных

Физики утверждают, что аккумуляторы на основе ионов алюминия намного эффективнее и безопаснее для экологии, чем популярные сегодня литиевые батареи.

Прогресс невозможно остановить, и сегодня все мы зависим от батареек, нравится нам это или нет. Все, от смартфонов до автомобилей, требует для работы аккумулятор. Однако современные литий-ионные обладают рядом очевидных недостатков. Новое исследование показало, что модернизированный тип алюминиевого аккумулятора во многом превосходит современный стандарт.

Основное преимущество алюминиевых аккумуляторов — это сравнительно низкие производственные затраты и использование материалов, которые в изобилии встречаются на нашей планете и при этом легко доступны. Это значит, что человеку не придется разрушать целые экосистемы и тратить огромные ресурсы на то, чтобы добыть материалы для их изготовления. В первую очередь этот концепт подходит для крупномасштабных энергосистем — например для районов, где существует возможность добывать энергию из возобновляемых источников и ее нужно где-то хранить.

Помимо дефицита лития, производители классических литий-ионных аккумуляторов также сталкиваются с проблемой использования кобальта, потенциально опасного для человека металла. Если у промышленников получится перейти на алюминий, то мы станем заметно меньше зависеть от ископаемого топлива, да и сам процесс производства и переработки батареек заметно упростится.

3477269428b2cf96ca2d46c0db4515db.jpg


Физик Патрик Йоханссон из Технологического университета Чалмерса в Швеции также отметил, что аккумуляторы нового типа также обладают удвоенной энергоемкостью в сравнении с теми видами алюминиевых батарей, что уже существуют на рынке. Сам по себе концепт не является новаторским, но если раньше в качестве катода использовался графит, то теперь его заменил антрахинон.

Впрочем, даже сами разработчики признают, что их изобретению есть куда развиваться. Особенно это касается электролита — химической смеси, которая и стимулирует движение ионов между катодом и анодом. По словам Йохансона, алюминий в принципе является лучшим носителем заряда, чем литий, поскольку он многовалентный и «каждый ион компенсирует несколько электронов».

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Российские инженеры из Центра военных исследований Дальневосточного федерального университета создали упругий бетон, который не трескается при ударах и иных механических воздействиях. Об этом пишет New Atlas со ссылкой на сообщение университета.

Созданный исследователями бетон имеет свойства, близкие к резине — в сообщении говорится, что он в шесть-девять раз более устойчивее к растрескиванию, чем обычный бетон.

Без-названия[1].jpg

Кроме того, материал самогерметизируется при заливке — другими словами, он не пропускает воду, и может использоваться для строительства различных видов подземных сооружений, таких как бункеры.

Для нас было важно, чтобы бетон продержался до первой трещины как можно дольше. Сегодня инженеры по всему миру работает над созданием средств безопасности, которые позволят зданию устоять в случае попадания снаряда или авиакатастрофы. Мы подошли к этому вопросу с нашей собственной точки зрения и разработали ударопрочный материал. На следующем этапе мы хотим создать радиационно-стойкий бетон.

Роман Федюк, ведущий автор исследования
Ранее в рамках исследования, проведенного на борту Международной космической станции, астронавты впервые произвели бетон в условиях микрогравитации. Материал, изготовленный в космосе, в будущем может помочь построить среду обитания на Луне и Марсе.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

 

Гиперзвук для самолетов стал ближе: решена одна из главных проблем

В аэрокосмической отрасли совершен прорыв. Благодаря новой технологии охлаждения воздуха, двигатели самолетов смогут развивать скорость в пять раз превышающую скорость звука. Наземные испытания прошли успешно.

Представьте себе гиперзвуковой пассажирский самолет, который летит от Москвы до Нью-Йорка (7,5 тыс. км) час с четвертью — со скоростью 5 Маха (почти 6000 км/ч), в пять раз превышающей скорость звука. Это более чем в два раза быстрее Конкорда и на 50% стремительнее, чем самый быстрый в мире самолет SR-71 Blackbird. Перелет через Тихий океан займет примерно три часа, а значит Австралия и многие другие страны станут ближе.

Пока в мире не существует авиационного двигателя, способного заставить самолет развивать такую скорость. Но он скоро появится — компания Reaction Engines представила новую разработку, над которой трудилась 30 лет.

Компания была основана в 1989 году тремя инженерами из Rolls-Royce: Аланом Бондом, Ричардом Варвиллом и Джоном Скоттом Скоттом. У них была идея: чтобы двигатель мог развивать гиперзвуковые скорости, входящий в него воздух должен быстро охлаждаться, иначе двигатель расплавится. В итоге был разработан «предохладитель» или теплообменник, способный остужать воздух до —150оС менее чем за 20 секунд. Эти сверхлегкие «теплообменники» позволят самолетам летать со скоростью, в пять раз превышающей скорость звука.

На прошлой неделе Reaction Engines протестировала свой инновационный предварительный охладитель в условиях температуры воздушного потока, идентичной полету на скорости 5 Маха. Наземные испытания проводились в порту штата Колорадо (США). Предварительный охладитель успешно работал при температурах 420оC.

Новую технологию можно применять не только для гиперзвуковых самолетов. Она может значительно повысить производительность любых современных реактивных двигателей, найти применение в автомобильной сфере и промышленности, энергетической и, конечно же, аэрокосмической отраслях. Разработка финансировалась британским правительством, Агентством перспективных исследований в области обороны США (DARPA) и Европейским космическим агентством. Вложения в проект делали и компании BAE Systems, Rolls-Royce, а также Boeing HorizonX.

Ожидается, что Reaction Engines построит первый опытный образец нового гиперзвукового двигателя для испытаний и демонстрации уже в следующем году.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

×