Помоги проекту - поделись книгой:
«МОТОЦИКЛ» ДЛЯ БЕЗДОРОЖЬЯ
Оригинальное транспортное средство создано в подмосковном г. Жуковском. Гибридный аппарат
Создатели этого оригинального аппарата полагают, что он пригодится спасателям, егерям и всем тем, кому по долгу службы часто приходится бывать там, где кончается асфальт.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Длина, мм… 3400
Высота, мм… 900
Ширина, мм… 2100
Максимальный вес, кг… 400
Мощность двигателя, л. с… 100
Скорость, км/ч… до 130
Цифрами обозначены: 1 — вентиляторная установка; 2 — защитная решетка; 3 — приборная панель; 4 — кабина; 5 — рычаг управления; 6 — багажный отсек; 7 — реверсивная камера; 8 — ограждение воздушной подушки; 9 — баллон воздушной подушки; 10 — воздушный канал; 11 — двигатель; 12 — нагнетательный канал для создания воздушной подушки; 13 — крепления силовой установки.
ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
Подлодка-призрак может быть построена в скором будущем
Вслед за невидимыми для радаров самолетами и танками-невидимками на повестке дня создание невидимой субмарины. Ученые из Университета Дьюка (США) недавно сообщили, что вскоре продемонстрируют первые наглядные результаты — подводную лодку, действительно невидимую для сонаров — ультразвуковых локаторов, которые используют для поиска субмарин.
Невидимая для гидролокаторов лодка сможет действовать практически безнаказанно; для ее обнаружения придется разрабатывать устройства, использующие иные физические принципы, глубоко модернизировать существующие сонары.
Суть же дела такова: материал, которым будет покрыт корпус лодки, не будет отражать падающие на него акустические волны; они будут обтекать ее корпус, а значит, не вернутся к наблюдателю.
Впервые о возможности создания такого материала высказался еще в 1968 году советский физик В.Г. Веселаго. Он пришел к заключению, что, если создать материал с отрицательным коэффициентом преломления, то в нем распространение волн существенно изменится.
Например, при прохождении границы раздела двух сред в обычных условиях волна обычно отражается от поверхности под тем же углом, что и падает. Однако, если один материал (например, воздух или вода) имеет положительный коэффициент преломления, а другой — отрицательный, отраженная волна будет следовать в ту же сторону, что и приходящая. Такая особенность и создает возможность для направления падающего излучения в обход объекта, что делает его невидимым в данном диапазоне частот.
В последние 30 лет исследования отрицательного коэффициента преломления и связанных с ним явлений ведутся по всему миру. Ученые, в частности, создали новый класс искусственно модифицированных материалов с особой структурой — так называемых метаматериалов.
Упрощенно говоря, слои, направляющие волну в обход объекта, состоят из игл размером около 10 нанометров, внедренных в полимер или полупроводник по определенной схеме.
В 2006 году был показан прототип устройства из метаматериала, способного делать объекты невидимыми для микроволнового излучения, а год спустя — аналогичное устройство для инфракрасных лучей. Недавно создан и материал, делающийся невидимым в красном свете. Однако до создания настоящей «шапки-невидимки» пока еще далеко. Ведь видимый свет, как известно, состоит из 7 цветов радуги; присутствует в нем и ультрафиолетовое излучение. А как сочетать в одном покрытии слои, которые могли бы работать во всем диапазоне видимого света, ученые пока не знают.
Но даже монохроматический вариант устройства может быть использован на практике, например, для сокрытия объектов от приборов ночного видения, которые, как правило, работают на одной длине волны в ИК-диапазоне.
Другое применение — скрыть объект от систем лазерного наведения огнестрельного оружия, бомб или ракет. Экспериментальные модели «шапки-невидимки», предназначенные для военных, появятся примерно через 5–6 лет, считают эксперты. Следующий этап — создание устройств, которые позволят делать объекты невидимыми для радаров в авиации и ультразвуковых сонаров в подводном флоте.
Во всяком случае, военные ведомства западноевропейских стран крайне заинтересовались открытием испанских ученых, которые сумели получить так называемые звуковые кристаллы.
Один из авторов открытия — Хосе Санчес-Дехеза из Политехнического университета Валенсии — рассказал, что новый материал, пока что существующий лишь в теории, будет состоять из расположенных на поверхности покрытия рядов крохотных микроскопических цилиндров. Они-то и станут своего рода глушителями звука и ультразвука, блокируя его отражение и распространение.
Доктор Санчес-Дехеза также сообщил, что в скором будущем собирается получить и протестировать прототип такого материала в своей лаборатории. «Он может найти практическое применение во многих сферах, например, в качестве эффективной звукоизоляции», — сказал ученый. Однако военные в первую очередь хотят все-таки создать подлодки-призраки, невзирая на то что новые покрытия могут значительно утяжелить суда.
РОССИЙСКИЕ СОЗДАТЕЛИ «ШАПКИ-НЕВИДИМКИ»
Вот, что рассказал профессор Виктор Веселаго, разработки которого используют сейчас в мире для создания метаматериалов.
«Конечно, я никогда не забывал об этой своей работе и следил за публикациями по этой и смежной темам. Я не сомневался, что рано или поздно данная идея будет реализована…
В 1964 году я с группой своих сотрудников занимался проблемой возбуждения и распространения электромагнитных волн в металле, точнее, в так называемой плазме твердого тела. Мы оказались первыми, кто наблюдал непосредственное прохождение электромагнитных волн сквозь массивные (толщиной порядка одного сантиметра) образцы висмута. Естественно, изучались различные варианты эксперимента и, в частности, тот хорошо известный случай, когда эффективная диэлектрическая проницаемость плазмы твердого тела оказывалась меньше нуля и волна не могла распространяться, так как коэффициент преломления оказывался мнимым. И вот тогда я задал сам себе вопрос, что будет, если среда, в которой распространяется волна, будет иметь одновременно отрицательные значения и электрической, и магнитной проницаемости? Далее последовал достаточно полный анализ проблемы, и родилась основная публикация по этой теме в журнале «Успехи физических наук»…
Работа над субмариной-невидимкой — не единственная в своем роде. Физики из университета Пердью в Уэст-Лафейетте (штат Индиана) уже сконструировали первый прототип «шапки-невидимки», способной укрыть от нежелательного взора любой объект в определенном диапазоне длин волн видимого света.
Во главе этой группы стоит работающий в США российский физик Владимир Шалаев. «Уже создана математическая модель такой конструкции, — пояснил ученый, — основанная на численном решении уравнений Максвелла, описывающих распространение электромагнитного излучения, которым, в частности, является и видимый свет».
Своим происхождением эффект опять-таки обязан электромагнитным характеристикам материала, из которого изготовлено устройство. При нужном распределении этих характеристик свет начинает плавно «обтекать» объект, а наблюдатель получает возможность без искажений видеть то, что ранее скрывалось в тени этого объекта.
Однако пока даже в теории подобное возможно лишь для отдельных длин волн видимого диапазона. Удастся ли сделать «шапку-невидимку» универсальной, то есть «мультиволновой», пока неизвестно. Ведь первый прототип устройства представляет собой полый стеклянный цилиндр с толстыми стенками. Внутри них, перпендикулярно к вертикальной оси цилиндра, размещены крохотные наноиголки из золота или серебра. Именно их размер и определяет, на какой длине волн будет работать «шапка-невидимка».
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Солнечный спутник или электростанция на орбите
Агентство национальной космической безопасности США (АН КБ) в конце 2007 года опубликовало доклад, в котором рекомендовало правительству финансировать разработку и строительство экспериментального спутника. Он будет получать световую энергию от Солнца и направлять ее на Землю в виде лазерного или сверхвысокочастотного излучения.
Использовать энергию светила для космических или «эфирных поселений» предлагал еще К.Э. Циолковский. Тогда, конечно, это было невозможно. Но с появлением фотоэлементов идея обрела реальность.
Так, в 1968 году сотрудник НАСА, американский инженер Питер Глэзер, предложил разместить на околоземной орбите этакую чашу с зонтиком из фотоэлектрических панелей. Его площадь должна была достигать 50 кв. км, а для монтажа панелей на орбите должны были работать более сотни космонавтов-строителей. Само же сооружение, которое даже режиссеру «Звездных войн» Джорджу Лукасу показалось бы фантастическим, обошлось бы американскому налогоплательщику более чем в триллион долларов.
Сумма была непомерной, и к проекту вернулись лишь в 80-е годы XX века. Технологии стали более развитыми, и разговор о 100 строителях на орбите уже не шел. А потому триллион долларов эксперты Министерства энергетики США смогли ужать до 40 млрд., да и сам спутник уменьшили в размерах. В общем, проект казался уже не более сложным, чем организация экспедиции на Луну. Но разворачивать строительство все же не стали, поскольку топлива хватало и на Земле, оставались также надежды на быстрое развитие термоядерной энергетики. А потому с солнечными спутниками решили повременить, по крайней мере, до 2030 года.
Однако нефть ныне стала дорожать не по дням, а по часам, и к проекту вернулись. Причем на сей раз к делу подключены не только эксперты НАСА, но и военные.
Хотя в докладе Агентства национальной космической безопасности говорится, прежде всего, об энергетических выгодах проекта, не будем забывать и об иных возможностях его применения.
Итак, в докладе утверждается, что даже экспериментальный спутник способен генерировать энергию в 10 мегаватт, а система «солнечных» спутников, установленных на геостационарных орбитах, сможет дать энергии больше, чем все основные наземные источники электричества, включая атомные, угольные, гидро- и ветроэлектростанции, вместе взятые.
Помимо всего прочего, у солнечных спутников есть еще одно преимущество. С их помощью можно доставлять энергию в труднодоступные регионы — такие, например, как Ирак, где из-за опасностей при транспортировке топлива стоимость электричества в десять раз дороже, чем в США, и достигает доллара за киловатт-час.
Предполагается, что опытный спутник можно будет построить в течение десяти лет. В отличие от наземных солнечных батарей он будет поставлять энергию и ночью, и в облачную погоду.
Новый проект уже не так грандиозен, но все же поражает воображение. Если масса МКС составляет сегодня 232 т, то солнечный спутник будет весить более 3000 т, а площадь его фотовоспринимающих крыльев составит 3 кв. км.
При этом в отчете говорится, что пока строительство нового спутника находится на грани технологических возможностей человечества, а то и вообще за гранью. Ведь для того чтобы смонтировать такой спутник, потребуется не менее 100 запусков ракет или шаттлов. Сегодня же США способны запускать в год менее 15 ракет.
Однако если этот проект будет принят к исполнению, подчеркивают авторы доклада, он, во-первых, активизирует космическую промышленность. Во-вторых, космический источник энергии позволит ослабить зависимость мировой промышленности от добычи углеводородов. Ведь стоимость барреля нефти уже перевалила за отметку 100 долларов, да и сами запасы углеводородов на планете не бесконечны.
У военных здесь свои интересы. Установка на орбите сможет направлять в любой район Земли пучок высокой энергии, и это весьма перспективно с военной точки зрения. Ведь с его помощью в принципе можно будет буквально выжечь территорию, на которой сконцентрированы техника и живая сила неприятеля. Таким образом, не исключено, что существует вероятность вернуться на новом уровне к идее «звездных войн», которая начала было претворяться в жизнь при президенте Рональде Рейгане.
Так что, быть может, хорошо, что создание такого проекта пока не по силам современным технологиям. К тому времени, когда строительство подобных энергетических спутников станет реальностью, обстановка в мире переменится к лучшему.
ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПРОЕКТ
Проект создания солнечной электростанции и в самом деле весьма интересный, полагает генеральный директор и главный конструктор НПО «Энергомаш» Борис Каторгин. По его словам, в настоящее время и наши конструкторы работают над созданием космических электростанций мощностью до 1,6 гигаватт. Они будут использовать в своей работе энергию Солнца и передавать выработанную электроэнергию на Землю.
Для передачи электроэнергии из космоса рассматриваются несколько возможных вариантов — от инфракрасных волн до лазерного излучения. Причем энергия будет достигать Земли практически без потерь, несмотря на облачность, подчеркнул Каторгин.
К 2040 году японские ученые планируют вывести на околоземную орбиту первую космическую электростанцию, которая будет снабжать электрической энергией Японские острова. Лидерство Японии в области космической энергетики кажется, по меньшей мере, странным, если вспомнить, прямо говоря, слабые успехи Страны восходящего солнца в освоении космического пространства. Однако государству, на территории которого нет ни залежей нефти, ни других полезных ископаемых, волей-неволей приходится искать иные пути обеспечения себя энергией.
Тем более что создание космических электростанций уже не кажется невыполнимой задачей. Взять хотя бы основную деталь космических электростанций — солнечные батареи. Тридцать лет назад они были малоэффективными, а сейчас их КПД составляет от 42 до 56 процентов, а стоимость падает с каждым днем. Гигантские полотнища из фотоэлектрических батарей площадью в несколько квадратных километров будут выводиться на околоземную орбиту и раскрываться, скорее всего, уже не космонавтами-монтажниками, а роботами.
Батареи станут собирать солнечную энергию, превращать ее в электрическую и в виде микроволн отправлять на Землю по технологии, известной под названием «беспроволочная передача энергии». Причем микроволны-лучи могут быть настолько слабы, что, пройдя через них, человек не почувствует даже тепла.
Об эффективности же беспроволочного способа передачи энергии говорит хотя бы тот факт, что несколько лет назад японские ученые при помощи микроволн подняли в воздух небольшой самолет. Расположенные в отдаленных районах Земли специальные приемные станции будут собирать микроволны из космоса и переводить их в электрический ток.
Еще в 70-е годы прошлого века предполагалось, что станция будет располагаться на геостационарной орбите высотой в 36 000 км. Она хороша тем, что спутник при этом находится в одной точке над поверхностью Земли, то есть непосредственно над приемной станцией.
Мощность такой станции поначалу должна была составлять порядка 10 гигаватт, а площадь солнечных панелей около 100 кв. км. А общая масса конструкции около 50 000 т. Энергия должна была сбрасываться на Землю по лучу частотой 2,45 гигагерца.
Однако при этом, как показали расчеты, пришлось бы делать весьма солидных размеров приемную антенну на Земле и передающую на самой станции. Причем речь шла о конструкциях примерно 10 км в диаметре. Иначе просто не удалось бы достаточно точно прицелиться энергетическим лучом в заданную точку.
Ныне специалисты отдают предпочтение другому проекту. Сама станция будет располагаться на довольно низкой орбите. И, двигаясь по ней, будет запасать энергию в специальных аккумуляторах-конденсаторах, а, достигнув некой расчетной точки, прицельно сбрасывать пучок на решетку приемной антенны. При этом размеры как передающей, так и приемной антенн удастся уменьшить до вполне приемлемых размеров.
Космические электростанции, способные обеспечить землян электроэнергией, могут появиться на орбите нашей планеты уже через 15–20 лет, полагают современные специалисты.
НОВАЯ ЖИЗНЬ СТАРЫХ ИДЕЙ
Морошка на… Марсе?
Как вы думаете, может ли расти где-то на другой планете морковка? А морошка? А репа?.. А может быть, подобные растения там уже растут?
Американские ученые активно разрабатывают методику, позволяющую обнаружить инопланетные растения, сообщает читателям Нэнси Дзян, биометеоролог из Годдардовского института космических исследований НАСА в Нью-Йорке. А поводом стало то, что на одной из 200 с лишним планет за пределами Солнечной системы в июле 2007 года было зафиксировано наличие водяных паров. Теперь с помощью спектрального анализа будут искать в атмосфере планет газы биологического происхождения, такие, например, как кислород или аммиак.
Поделиться книгой: