Малый объем
Теплоизоляционные материалы компании Aspen Aerogels — самые тонкие утеплители, представленные на мировом рынке. Слой всего в 5 мм изолирует от сверхнизких или очень высоких температур
За счет меньшей толщины изоляции при применении теплоизоляционных материалов на основе аэрогеля более эффективно используется объем технологических помещений, существенно сокращается объем объекта строительства, при этом СНиП соблюдается в полном объеме.
Ниже приведены примеры теплоизоляции Aspen Aerogels на трубах, где графически показана толщина наносимого материала.
|
Горячие процессы |
Холодные процессы |
|
|
 |
Аэрогель
Аэрогель — материал настолько необычный, что его неоднократно заносили в Книгу рекордов Гиннесса. Он пористый и на 99,8% состоит из воздуха, а его плотность всего в три раза больше плотности воздуха, то есть весит такой «замороженный дым» меньше перышка. Если поместить аэрогель перед листом бумаги, он практически полностью сольется с фоном. Материал сложнее разглядеть, чем стекло, несмотря на то что он менее прозрачный. Это связано с тем, что у аэрогеля низкая плотность, поэтому свет почти не преломляется, проходя через материал, объясняет эксперт по материалам Марк Медовник в книге Stuff Matters. По этой же причине на поверхности «желе» едва ли можно заметить отражение.
Другое поразительное свойство этого желеобразного вещества — способность противостоять жару. Он считается лучшим изоляционным материалом в мире.
Несмотря на все свои удивительные качества, из-за больших производственных затрат аэрогель был невыгоден для использования в промышленности и потребительских товарах. Однако он оказался необходим для нужд науки и космонавтики. В NASA легкий материал действительно пригодился для изоляции, а исследователи из ЦЕРН с его помощью смогли изучить эффект Вавилова — Черенкова. Американские космонавты нашли ему еще одно необычное применение: с его помощью собирают космическую пыль. Ни один другой известный людям материал не смог бы справиться лучше с этой задачей, поскольку метеориты летят на огромной скорости, а достигая атмосферы, нагреваются до экстремально высоких температур. К счастью, специальная космическая «ракетка» из аэрогеля может аккуратно поймать частицы и помочь благополучно доставить их на Землю для изучения.
Первые опыты. Успешные и не очень
Арт-объект «Летатлин» был призван вдохновлять и летать не умел
Пока одни развивали теорию машущего (и обычного) полета, другие лица России активно строили конструкции, по мнению разработчиков, способные перевозить человека.
Одним из первых в 1895 году был продемонстрирован незаконченный орнитоптер конструкции А.Н. Костикова-Алмазова с высотой около 4 метров. Создатель попытался собрать средства для завершения изготовления и проведения экспериментов, но спонсоры так и не были найдены.
Работавшему примерно в эти же годы В.А. Татаринову повезло чуть больше — ему удалось получить правительственное финансирование, которое использовалось для постройки орнитоптера зонтичными крыльями с самостоятельно открывающимися клапанами. Однако и эта работа не была окончена.
А вот аппараты Татаринова должны были, по мнению самого автора
Первый махолёт, построенный в России в начале ХХ века больше известен как орнитоптер Смурова. Аппарат имел мотоциклетный двигатель в 3,5 л.с., от которого имелся привод на крылья и колёса.
По замыслу автора, аппарат должен был разгоняться на старте тяговым усилием своих передних колёс от двигателя, а после переключения двигателя на крылья — взлетать.
Зато орнитоптер Смурова смог совершить полет
Аппарат был испытан в 1913 году на московском аэродроме в присутствии Н.Е. Жуковского, но не взлетел.
В 1908 году, в городе Тифлис на Махатской горе, состоялась серия из тридцати успешных полётов мускульного орнитоптера-планера с ножным педальным приводом А.В. Щиукова. Однако, этот аппарат не получил развития.
Свойства и преимущества аэрогеля:
– высокая пористость. На 99,8% состоит из воздуха,
– имеет рекорд по самой малой плотности у твердых тел – 1,9 кг/м³, это в 500 раз меньше плотности воды и всего в 1,5 раза больше плотности воздуха (кварцевые аэрогели),
– уникальный теплоизолятор. Имеет низкую теплопроводность – λ = 0,013 ~ 0,019 Вт/(м К) (в воздухе при нормальном атмосферном давлении) меньшую, чем теплопроводность воздуха (0,024 Вт/(м К) (кварцевые аэрогели). Как утеплитель в 2-5 раз эффективнее традиционных утеплителей,
– температура плавления составляет 1200°C (кварцевый аэрогель),
– аэрогель является прочным материалом. Он выдерживает нагрузку в 2000 раз больше собственного веса,
– имеет низкий модуль Юнга,
– не сжимается, устойчив к деформации, имеет высокую прочность на растяжение,
– скорость распространения звука имеет самое низкое значение для твердого материала, что является важным преимуществом при создании шумоизоляционных материалов. Скорость звука в нем ниже скорости звука в газах,
– некоторые виды аэрогеля являются отличным сорбентом. Они в 7-10 раз эффективнее популярных современных сорбционных материалов,
– является устойчивым пористым веществом. Объем пор внутри аэрогеля в десятки раз превышает объем, занятый самим материалом. Данное свойство позволяет использовать аэрогель определенного состава в качестве катализатора в химических процессах с целью получения органических соединений. С другой стороны, его большая внутренняя емкость может быть использована для безопасного хранения определенных веществ, например, ракетного топлива , окислителя и пр.,
– отличная гидрофобность. Не впитывает влагу,
– обладает высокой жаропрочностью и термостойкостью. Имеет широкий рабочий температурный диапазон использования – от -200 °С до +1000 (1200) °С. Без потерь сохраняет теплоизоляционные и механические характеристики при нагревании до не менее 1000°С,
– является негорючим материалом. Может использоваться также для огнезащиты различных конструкций,
– прозрачен (кварцевый аэрогель). Имеет показатель преломления света от 1,1 до 1,02. Из него можно изготавливать различные виды стекол ,
– обладает достаточно высокой твердостью,
– долговечность,
– экологичен и безопасен для человека и окружающей среды,
– имеет большую удельную площадь внутренней поверхности. Она составляет порядка 300-1000 м 2 /г,
– химический состав аэрогеля можно регулировать, легко вводить в его состав различные добавки, что открывает новые возможности для его использования,
– устойчив к кислотам, щелочам, растворам,
– в тоже время является хрупким материалом.
Первый шаг — провал. Второй — ещё один
Леонардо придумал множество технических систем. Махолет тоже был
Впервые махолет спроектировал Леонардо да Винчи. Вероятно, до него какие-то попытки создать устройство, копирующее полет птицы, тоже были, но именно он оставил после себя чертежи орнитоптера, приводимого в действие силой человека.
Ученый даже оставил комментарии для испытателя летательного аппарата в 1485–1487 годах:
Надобно также, чтобы опускание крыльев производилось силою обеих ног одновременно, дабы ты мог задерживаться и балансировать, опуская одно крыло быстрее другого, смотря по надобности, так, как ты видишь это делают коршуны и другие птицы.
И при том, опускание посредством двух ног всегда бывает более мощным, чем посредством одной.
А поднимание крыльев должно совершаться силою пружины или, если хочешь, рукой, а еще лучше поднятием ноги, это лучше, потому что руки у тебя тогда свободны».
Еще один мифический аппарат
Результаты испытаний его конструкции неизвестны — по всей видимости, сам Леонардо не осуществил задумку. Однако известно о более поздних попытках испытания. Увы, конструкция оказалась неспособна к полету.
Подобные аппараты строились и в других странах. Даже в России известно не менее десятка документов, описывающих полеты на махолётах с мускульной тягой (мускулолётах).
Подобие птицы пытались построить несколько веков
Наиболее детализированное — «Дело воеводы Воейкова 1730 года», гласит, что попытка оказалась удачной, хотя и беcперспективной:
Советский мускулолёт, который почти взлетел
После революции к махолетам не возвращались длительное время. Только в 1936 году Осавиахим провёл успешные стендовые испытания пилотируемого орнитоптера с ручным приводом (мускулолета) П.И. Смирнова, в ходе стендовых испытаний которого пилот М.И. Чекалин скользил по тросу с горы на планерной станции.
Действительно удачной стала конструкция Б.И. Черановского, который в 1921, 1934 и 1935 годах проводил опыты по полётам на орнитоптерах-планёрах.
Его идеи легли в основу первого научно проработанного пилотируемого планера-орнитоптера на мускульной тяге БИЧ-18 с предельно облегченным планером, построенного в 1936-1937 годах при поддержке ОСОАВИАХИМа.
Архивные фото орнитоптера Черановского не блещут качеством,
Планер был выполнен в виде биплана с двумя подвижными крыльями, которые приводились в движение посредством тяг при действии пилота на подвесные педали. Крепление крыльев к фюзеляжу осуществлялось с помощью специальных шарниров, верхние крылья были снабжены элеронами. Хвостовое оперение выбрали обычное, что позволило сконцентрировать все управление в одной ручке.
Конструкция должна была при маховых движениях крыльев должно было препятствовать колебаниям фюзеляжа.
Аппарат массой всего 72 кг (с пилотом — 130 кг) получил размах крыла 7 м, удлинение при горизонтальном положении крыльев — 7 при общей их площади в 8 квадратных метров. Таким образом, нагрузка на несущую поверхность составила смешные даже по меркам авиации того периода 13 кг/м2.
Испытывался БИЧ-18 по специально разработанной М.К. Тихонравовым программе, предусматривавшей испытания его сначала как планера, а затем как орнитоптера.
Четыре первых полета БИЧ-18 прошли 10 августа 1937 на аэродроме в подмосковном поселке Тайнинка. Аппарат выходил при помощи резинового амортизатора на высоту 7-10 м. Первые два планирующих полета без взмахов нижнего крыла орнитоптер совершил на расстояние 120-130 м. В четвертом полете пилот сделал 6 взмахов и пролетел 430 м на высоте 7-10 м.
Всего было совершено около 150 полетов. Заметно было небольшое увеличение дальности полета при взмахах крыльев.
Аппарат Черановского стал первым успешным махолетом
Последующие исследования БИЧ-18 при помощи дыма показали, что толстые несущие крылья планера не создавали тяги при взмахах, поскольку Черановский считал, она будет появляться за счет деформации крыла. Однако на практике этого не произошло.
Поэтому позднее были спроектированы и построены «гибкие» крылья такой же формы и площади, которые при попытке планирующего полета показали невозможность применения: подъемная сила не появилась, зато на лицо были признаки флаттера.
Так вполне успешный проект остался в истории.
Жидкое стекло
Было время, когда средства для мытья посуды не существовало — люди обходились содой, уксусом, серебряным песком, трением или проволочной щёткой, но новое средство поможет сэкономить немало времени и сил и вообще оставить мытьё посуды в прошлом. «Жидкое стекло» содержит диоксид кремния, образующий при взаимодействии с водой или этанолом материал, который затем высыхает, превращаясь в тонкий (более чем в 500 раз тоньше человеческого волоса) слой эластичного, сверхстойкого, не токсичного и влагоотталкивающего стекла.
С таким материалом отпадает необходимость в чистящих и дезинфицирующих средствах, так как он способен отлично предохранять поверхность от микробов: бактерии на поверхности посуды или раковины просто изолируются. Также изобретение найдёт применение в медицине, ведь стерилизовать инструменты теперь можно с помощью лишь горячей воды, без использования химических дезинфицирующих средств.
Это покрытие может использоваться для борьбы с грибковыми инфекциями на растениях и герметизации бутылок, его свойства действительно уникальны — оно отталкивает влагу, дезинфицирует, при этом оставаясь эластичным, прочным, пропускающим воздух, и совершенно незаметным, а также дешёвым.
Запускаем в производство. Или нет?
Сэмюэл Кистлер продолжал экспериментировать с аэрогелями и производил их едва ли не из всего, до чего мог дотянуться. Так, он первым создал аэрогель из кремнезема (диоксида кремния, SiO2) с плотностью 30 кг/м3, экспериментировал с оксидами алюминия, вольфрама, железа и олова. Аэрогели даже стали производиться промышленно. Компания «Монсанто» выпускала аэрогель из диоксида кремния в виде порошка под торговой маркой «Сантоцел» (pdf). Он использовался в качестве загустителя для красок, косметики и напалма, сигаретного фильтра и термоизолирующего вещества в морозильных камерах. Увы, к началу 1970-х производство было свернуто: аэрогель не выдержал конкуренции со стороны других материалов с аналогичными свойствами.
Иронично, что спустя небольшое время после кончины аэрогеля как промышленного продукта интерес к нему снова стал расти. Во-первых, как отдельная дисциплина появилось материаловедение, и знания о строении веществ и их свойствах стали более упорядоченными. Во-вторых, это привело к открытию более эффективных способов получения аэрогелей.
Легенда гласит, что в конце 1970-х французское правительство поручило Станиславу Тейхнеру, химику из Лионского университета, найти метод хранения кислорода и ракетного топлива в пористом материале. Тейхнер в свою очередь поручил аспиранту создать аэрогель, с которым можно было бы экспериментировать. Метод Кистлера для получения вещества был очень трудоемким и включал два этапа, в которых применялись разные растворители (в первом — вода, во втором — спирт), а также допускал наличие неорганических солей в финальном продукте. На производство первого образца аэрогеля у аспиранта ушло несколько недель. После чего Тейхнер сообщил тому, что для экспериментов нужно больше аэрогеля. Намного больше!
Был срыв или нет, науке неизвестно, зато известно, что группа под руководством Тейхнера совершила прорыв в производстве аэрогелей, применив для этого метод золь-гель. То есть сначала производится золь (это когда мелкие капельки чего-нибудь находятся в объеме чего-нибудь другого), который потом переводится в гель. Также изначально использовавшийся силикат был заменен алкоксисиланами, кремний-органическими соединениями. Стало возможным производить гель в одну стадию и получать так называемый алкогель, который после сверхкритической сушки (это процесс контролируемого удаления жидкости, при котором поверхностное натяжение не разрушает структуру твердого вещества, как это происходит при обычной сушке) становится отличным, чистым, а главное быстрым и более дешевым в получении аэрогелем.
Трехмерная печать
В ракетостроении особенно ценятся легкие материалы, поэтому инженеры и химики из NASA постоянно ищут более современные и невесомые вещества. Подойти к материаловедению с новой стороны в начале XXI века позволила трехмерная печать. С ее помощью можно контролировать структуру материала и задавать ему любую форму, таким образом управляя и весом полотна.
В 2015 году команде инженеров NASA под руководством Рауля Полита Касильяса удалось создать металлическую «ткань». Прототип материала внешне похож на кольчугу, состоящую из соединенных между собой небольших пластинок. Только в отличие от кольчуги он собирается машиной, а не вручную. «Ткань» печатается слой за слоем. Такой процесс называется аддитивным производством. В самой лаборатории технологию называют четырехмерной: инженеры могут запрограммировать не только геометрию, но и функцию материала.
Источник
Эффективность при ремонте
Теплоизоляционные материалы Aspen Aerogels эффективны при проведении ремонтных работ по монтажу теплоизоляции трубопроводов и оборудования поверх поврежденного изоляционного покрова.
Применение теплоизоляционных материалов Aspen Aerogels поверх существующей конструкции позволит обеспечить проектные значения теплового потока.
Новый защитно-покровный слой (ЗПС) защищает конструкцию от воздействия погодных факторов.
При использовании данного метода ремонта система ремонтируется быстро, дешево и легко.
Двухэтапное восстановление: Удержание тепла. Сушка изоляции.
PyrogelXT ограничивает:
- значение теплового потока и температуру на поверхности изоляции;
- нагрев основного теплоизоляционного материала.
Если изоляционный материал влажный, большая часть влаги из него выводится через стыки в ЗПС.
Сочетание проницаемости и гидрофобности PyrogelXT обеспечивает выход водяного пара.
Таким образом, применение аэрогеля для изоляции трубопроводов тепловых сетей, утепленных ранее другим утеплителем, возможно без производства работ по его демонтажу.
Будущее машущего полёта: Airbas и другие
Комбинированный движитель орнитоптера Делоуриера позволил аппарату взлететь
Несмотря на выводы теории и множество неутешительных экспериментов, разработки мускульных и других махолетов продолжаются.
В 2002 году появились сообщения, что американский конструктор Джеймс Делоуриер построил пилотируемый махолет, полет которого состоялся только в 2006, после того, как аппарат оснастили вспомогательным реактивным двигателем.
В рамках проекта Human-Powered Ornithopter аэрокосмического института университета Торонто (UTIAS) при помощи студентов из университетов Пуатье и Делфта в 2010 совершил полёт аппарат Snowbird, который стал первым успешным пилотируемым махолётом на мускульной тяге, способным на устойчивый горизонтальный полёт.
Сверхлёгкий Snowbird так же способен перевозить человека
Аппарат весом 42 кг получил размах крыльев 32 м и был выполнен только из углеволокна, полимеров и бальсы — легкой авиационной древесины.
Длинные гибкие крылья приводятся в движение силами пилота; для этого используются тросы. Управление взмахами осуществлялось автоматической упругой конструкцией, использующей только комбинацию аэродинамических и инерционных сил.
Аппарат разогнали с помощью автомобиля-буксировщика, после чего Snowbird полетел со стабильной скоростью и высотой, преодолев за 19,3 сек расстояние в целых 145 метров.
Более удачным оказался проект того же технологического университета Делфта DelFly Explorer: крошечный махолёт массой всего 20 грамм с размахом крыльев в 28 сантиметров не только летает 9 минут без остановки, но и умеет самостоятельно ориентироваться в воздухе, избегая столкновений с преградами.
Впрочем, аналогичный миниатюрный робот-махолёт американской компании AeroVironment размером с колибри в 2009 и вовсе научился выполнять различные фигуры высшего пилотажа, показав способность к зависанию и маневрированию с высокой точностью.
Полностью повторить движение птицы удалось только на малых моделях
Ещё дальше пошли разработчики орнитоптера проекта FlappingFlight под собственным названием Park Hawk научили полностью повторять движения живой птицы, меняя высоту, скорость и направление полета с помощью интенсивности взмаха крыльями.
Наконец, авиастроительный концерн Airbus в 2019 провёл испытания прототипа беспилотного самолёта под названием AlbatrossOne с несущими поверхностями, на которые инженеров вдохновило крыло альбатроса: самолёт получил подвижные законцовки, способные зафиксироваться при необходимости.
Подвижная часть занимает около трети крыла. Конструкция реагирует на турбулентность и порывы ветра, улучшает аэродинамические свойства, снижает нагрузку на фюзеляж.
Концепт движущегося крыла оказался полезен для самолётов. Результаты от Airbus скоро узнаем
Испытания прошли успешно — теперь компания собирается внедрить идею в серийных пассажирских лайнерах, повысив устойчивость полета и в очередной раз снизив удельный расход топлива.
Поэтому, хотя мускульные орнитоптеры для человека так и не вошли в обиход, идеи русских конструкторов остаются живее всех живых, возрождаясь в новых проектах для новых, ранее невиданных сфер применения.
Кто знает, возможно уже через пару десятков лет именно машущие крыльями дроны заменят привычные нестабильные квадрокоптеры, беспилотные вертолеты. Да и на больших самолетах мы их точно увидим ещё не один раз.
iPhones.ru
Как копирование полёта птицы привело к созданию спутников, самолетов и готовится изменить современную авиацию.
Рассказать
BacillaFilla — строительный микроб
У бетона есть свойство «уставать» со временем — он становится грязно-серым, и в нём образуются трещины. Если речь идёт о фундаменте здания, ремонт может быть достаточно трудоёмким и дорогим, при этом не факт, что он устранит «усталость»: многие здания сносят именно по причине невозможности восстановления фундамента.
Группа студентов Университета Ньюкасла разработала генно-модифицированные бактерии, способные проникать в глубокие трещины и вырабатывать смесь карбоната кальция и клея, укрепляя здание. Бактерии запрограммированы так, что они распространяются по поверхности бетона, пока не достигнут края очередной трещины, и тогда начинается производство цементирующего вещества, имеется даже механизм самоуничтожения бактерий, предотвращающий образование бесполезных «наростов».
Эта технология позволит уменьшить антропогенный выброс двуокиси углерода в атмосферу, ведь 5% его даёт именно производство бетона, а также с её помощью будет продлён срок службы зданий, восстановление которых традиционным способом обошлось бы в большую сумму.
Видео описание
Аэрогель – из чего это сделано.
На основе стеклохолста
Любой строитель может подтвердить, что неподвижный воздух всегда являлся самой лучшей теплоизоляцией для стен и фундаментов зданий. Отсюда и пустотелый кирпич, полые перекрытия, колодцевая кладка или двойные стены в бетонных многоэтажных домах. Но время порой делает приятные сюрпризы – так случилось и на этот раз.
Аэрогель на основе стекловолокна сейчас имеет более низкую теплопроводность, нежели воздух и сохраняет свою эффективность при температуре от -200°C до 650°C, то есть, в естественных условиях такая изоляция попросту не имеет равных. Материал относится к классу НГ (не горючий) и имеет высокую устойчивость к открытому пламени. Такие полотна, где используется кварцевый порошкообразный аэрогель, имеют толщину не более 2-6 мм.
Где его применяют:
- изоляция бытовых и промышленных холодильников, морозильных камер;
- защита теплотрасс с надземным и подземным монтажом;
- в промышленности используют для защиты холодного и горячего водоснабжения (ХВС/ГВС);
- изоляция трубопроводов любого типа;
- для электрических бойлеров и других емкостей;
- защита от образования конденсата на строительных, технических и научно-исследовательских объектах;
- криогенная техника и оборудование;
- изоляция вентиляционных каналов, шахт и кессонов;
- утепление специализированной/обычной одежды и обуви;
- для защиты стен, фундаментов, кровель, лоджий, балконов, бань и саун.
Рекомендация: для парных бань и саун больше всего подходит фольгированный аэрогель, так как он одновременно служит тепло- и гидроизоляцией. Кроме того, алюминиевая фольга способна отражать инфракрасное (тепловое) излучение, что значительно облегчает устройство подобных мест гигиены и отдыха.
Американская компания Aspen Aerogels на сегодняшний день предлагает для легкой промышленности свою продукцию Aerotherm толщиной от 2 до 3 мм. При этом производители могут поставлять свой товар, заблаговременно раскроив его по лекалам заказчика либо в виде холста или универсальной подкладки/подложки, из которого покупатель сам делает элементы для одежды и обуви.
В данном случае используется кремниевый аэрогель, который более чем на 90% состоит из воздуха. Для сравнения: пенополистирол или Пенопласт ПСБ-С состоит из газа только на 60%, и большинство людей считают его одним из лучших утеплителей во всех сферах. Материал является необычайно прочным, гибким и эффективным для экстремальных ситуаций. Именно по этой причине из него шьют лучшие защитные костюмы и обувь не только для полярников, но и для пожарников. Очень большим спросом Aerotherm пользуется у всех, кто занимается зимними видами спорта и, конечно же, в военной промышленности.
Из какого бы материала не шилась обувь, её теплота, в основном, всегда будет зависеть от низкой теплопроводности подошвы, ведь холодные потоки проникают именно снизу, при соприкосновении ступни с землей. Примечательно, что толщина такой стельки всего 2 мм, а это означает, что её можно вставить в любую зимнюю обувь и это будет гораздо эффективнее нескольких пар шерстяных носков! Примечательно, что такая прокладка защитит стопу не только от холода, но и от жара, если случайно наступить на какой-либо раскалённый предмет.
Теплая куртка-парка Xiaomi
Аэрогелевая куртка Xiaomi DMN, которую вы видите на верхней фотографии, получила 66 (!) патентов на оригинальные решения, которые применялись в создании этой зимней одежды. Но покупателя, прежде всего, интересуют её эксплуатационные качества.
Если сравнивать Xiaomi с другой одеждой, то по теплозащите с ней может сравниться пуховик толщиной 40 мм, а у этой куртки всего 3 мм (!) толщины – вы только вдумайтесь, какой прорыв принесли аэрогели! А ведь указанные выше 3 мм, это не толщина теплоизоляции – это суммарная толщина трёх слоёв: сверху водонепроницаемая защита от атмосферных осадков, посредине аэрогелевый утеплитель и снизу ткань, содержащая ионы серебра. Для жителей Крайнего Севера, да и любых холодных регионов такая одежда просто панацея от самых лютых морозов!
Бесформенный металл
Это вещество позволяет игрокам в гольф сильнее бить по мячу, увеличивает поражающую способность пули и продлевает срок службы скальпелей и деталей двигателя.
Вопреки своему названию, материал сочетает прочность металла и твёрдость поверхности стекла: на видео видно, как отличается деформация стали и бесформенного металла при падении металлического шарика. Шарик оставляет на поверхности стали множество маленьких «ям» — это означает, что металл поглощает и рассеивает энергию удара. Бесформенный металл остался гладок, значит, он лучше возвращает энергию удара, о чём также говорит более продолжительный отскок.
Большинство металлов имеет упорядоченное кристаллическое молекулярное строение, и от удара или другого воздействия, кристаллическая решётка искажается, из-за чего на металле и остаются вмятины. В бесформенном металле атомы расположены хаотично, поэтому после воздействия атомы возвращаются на первоначальную позицию.
Теплопроводность
Продукция Aspen Aerogels наиболее эффективная из всех существующих материалов для тепловой изоляции трубопроводов, емкостей и оборудования, так как имеет самый низкий коэффициент теплопроводности.
Что такое теплопроводность?
При разности температур внутри любого тела тепловая энергия переходит из более горячей части в более холодную — эта теплопередача и представляет из себя теплопроводность.
Коэффициент теплопроводности у каждого материала свой и зависит от свойств данного материала.
Чем ниже теплопроводность материала, тем эффективнее он может использоваться в качестве теплоизоляции.
Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры
Больше аэрогелей, полезных и нужных!
В 1991 году Том Тиллотсон из Ливерморской национальной лаборатории в США (которая, к слову, была и остается одним из передовых центров исследований в области аэрогелей) разработал двухступенчатый золь-гель процесс для получения ультранизкоплотных кремниевых аэрогелей. Именно ему принадлежит упомянутый выше рекорд в получении материала с плотностью 1,9 кг/м3 — наименее плотного твердого материала в мире. В 1996 году группа ученых разработала и запатентовала метод, позволявший значительно ускорить получение аэрогеля.
В 2002 году был сделан большой шаг навстречу легким, но прочным материалам. Профессор Николас Левентис из Университета науки и технологий Миссури нашел способ легирования аэрогелей на основе оксида кремния полимерами. В получившихся икс-аэрогелях между частицами создаются полимерные мостики, которые делают материал значительно прочнее.
В 2007 году группа ученых под руководство доктора Арджуна Йода из Университета Пенсильвании впервые создала аэрогель на основе углеродных нанотрубок. Пользуясь этим открытием, ученые из Ливерморской лаборатории Маркус Уорсли и Сергей Кучеев создали удивительный материал, используя углеродные нанотрубки и углеродный аэрогель. Он может сжиматься на 80 % и возвращаться в исходное состояние, не деформируясь, а также обладает высокой электропроводностью.
Пока над аэрогелями по большей части ведутся эксперименты — и они показывают, что потенциал использования этого класса материалов огромен. Мы можем получить вещества с удивительными свойствами, которые откроют нам такие же удивительные возможности. Осталось дождаться, когда аэрогели начнут массово кочевать из лабораторий в широкое производство.
Что такое орнитоптер?
Первые летательные аппараты задумывались как имитаторы полета птиц
Махолёт или орнитоптер — аэродинамический летательный аппарат, движителем которого является машущее крыло. Именно оно позволяет летать птицам, насекомым и летучим мышам, а так же вымершим птерозаврам.
Человек издавна мечтал имитировать их полёт, создавая крылья для полета. Раз за разом, век за веком.
В научных целях орнитоптеры создают массово, но никакого практического применения они не имеют: они необходимы для исследований машущего полета, и на данный момент цели грузоперевозок не ставится.
Полет птицы – очень сложный процесс
Все дело в том, что создание более крупных махолётов сталкивается со значительными трудностями. Множество конструкций на практике подтвердили этот вывод, хотя в ряде случаев позволяли перемещать значительные нагрузки.
Тем не менее, интерес к орнитоптерам не угасает: теоретически они могли бы иметь значительно более высокий КПД, чем самолёты, использующие пропеллеры или реактивные двигатели для создания тяги.
Дело в том, что их подъёмная сила и горизонтальная тяга создаётся за счет взмаха крыла, поэтому на малых скоростях махолёт может взлетать с места, с нулевым углом атаки.
У самолета эти процессы разделены — для одного используется крыло, для второго — двигатель.
Диаграмма сил во время полета птицы
Поэтому ему необходимо задрать нос и крыло, а такой взлёт увеличивает затраты энергии на преодоление сопротивления воздуха. На малых скоростях, ведь уже после взлета и набора высоты достаточно маленького крыла.
Впрочем, ситуация переворачивается при увеличении скорости: машущему крылу нужна большая площадь, а это снижает его «летучесть» из-за возрастания сопротивления воздуха, а для создания достаточной силы тяги махолёта нужны большие крылья.