Глобальная циркуляция океана — захватывающий процесс! Модель ECCO (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean) объединяет данные спутников, буев и наземных измерений, чтобы показать, как живут и дышат мировые воды.
Колесный ключ Sphere Sail Max: нетрадиционный подход к исследованию океана
Введение:
Океан — колыбель жизни на Земле, но его глубины по-прежнему хранят множество загадок. Исследование океана — важнейшая задача, требующая новых, эффективных и доступных инструментов. Представляем колесный ключ Sphere Sail Max — инновационное решение для автономного мониторинга океана, отличающееся простотой, экономичностью и универсальностью. Эта конструкция представляет собой нетрадиционный подход, который может произвести революцию в нашем понимании морской среды.
Раздел 1: Конструкция
Конструкция состоит из следующих компонентов:
1. Сфера: изготовлена из легкого и прочного материала (например, пены) толщиной 5 см. Диаметр сферы составляет 1 метр.
2. Опора (цилиндр): конструкция из углеродного волокна, установленная на верхней части сферы.
3. Колесо Max: статичная конструкция с парусом из тонкого нейлона, закрепленная на опоре (цилиндре). Диаметр колеса Max Wheel составляет 0,4 метра.
4. Балласт: расположен в нижней части сферы (например, морской песок) для обеспечения устойчивости.
Конструкция опоры (цилиндра) способствует трению, вызванному потоком воздуха, способствуя вращению колеса Max Wheel. Вращение колеса Max Wheel затем используется для движения сферы по поверхности воды. Кроме того, к колесу Max Wheel можно подключить небольшой генератор, чтобы использовать энергию вращения для выработки электроэнергии, питания бортовых датчиков, камер и передатчиков данных. Конструкция также предусматривает установку дистанционно управляемой камеры на верхней части опоры (цилиндра) для фото- и видеодокументации определенных событий или интересующих областей. Математическое моделирование показывает, что конструкция способна преодолевать до 400 метров в день при минимальных ветровых условиях (1 м/с).
Принцип работы основан на уникальном подходе к преобразованию энергии ветра в движение с помощью инновационного колеса Max Wheel. В отличие от традиционного паруса, колесо Max Wheel представляет собой специально разработанную вращающуюся конструкцию. Воздушный поток, проходящий вокруг опоры (цилиндра), создает трение, которое вращает колесо Max, и это вращательное движение затем продвигает всю сферу по воде.
Раздел 2: Потенциальные применения
Гаечный ключ Sphere Sail Max Wheel может применяться в различных областях:
• Мониторинг окружающей среды: отслеживание загрязнения, цветения водорослей и изменений температуры и солености в прибрежных районах.
• Исследования океанических течений: картирование океанических течений и исследование их структуры и динамики.
• Поисково-спасательные операции: обнаружение терпящих бедствие судов или людей в воде. Бортовая камера расширяет возможности обнаружения, а видеоматериалы могут помочь в ситуационном анализе и принятии решений.
• Навигация: предоставление судам информации о ветре и течениях в режиме реального времени.
• Экспериментальные исследования: изучение новых подходов к использованию энергии ветра и океана.
• Фото- и видеодокументация: дистанционное управление бортовой камерой позволяет захватывать визуальные данные, связанные с морской жизнью, погодными явлениями или другими интересующими областями.
Раздел 3: Преимущества
Колесный ключ Sphere Sail Max предлагает несколько преимуществ по сравнению с существующими решениями:
• Экономическая эффективность: использование недорогих материалов делает его доступным для широкого применения.
• Автономность: минимальные требования к обслуживанию обеспечивают длительную работу без присмотра.
• Экологичность: использование возобновляемой энергии ветра делает его экологически безопасным решением.
• Универсальность: адаптивность к различным задачам делает его ценным инструментом в различных областях.
• Простота конструкции: простота изготовления и ремонта повышает его надежность и долговечность.
• Долговечность: колесо Max Wheel может быть изготовлено из более дорогих и прочных материалов, что продлевает срок службы сферы.
Раздел 4: Проблемы и будущие направления
Несмотря на свой потенциал, колесный ключ Sphere Sail Max сталкивается с рядом проблем:
• Проблемы устойчивости: поддержание устойчивости в различных погодных условиях требует дальнейших исследований и экспериментов.
• Оптимизация конструкции: определение оптимальной формы паруса и колеса Max Wheel для максимального сбора энергии ветра.
• Разработка датчика: создание доступных и надежных датчиков для расширения возможностей сбора данных сферы.
• Тестирование в реальных условиях: проведение полевых испытаний для оценки производительности и надежности в реальных рабочих сценариях.
Вывод:
Гаечный ключ Sphere Sail Max Wheel Wrench представляет собой многообещающий инструмент для исследования и мониторинга океана. Его простота, экономичность, автономность и универсальность делают его привлекательным решением для различных применений. Мы надеемся, что эта конструкция привлечет внимание ученых, инженеров, инвесторов и других заинтересованных сторон, и вместе мы сможем раскрыть его потенциал и внести вклад в лучшее понимание и сохранение океана.
Привет! Меня зовут Colt и я пишу посты на яхтенную тематику. Информирую, что я зову впутешествие на парусной яхте по Греческим Островам на Майскиепраздники в телеграмм канале. Для ЛЛ: Линза Френеля, фокусируя свет, дала возможность видеть свет маяка издалека и сделала «видимыми» маяки малой мощности =позволила ставить недорогие маяки практически везде.
Сегодня, если вы потерялись в незнакомом месте, то вы легко найдете дорогу по GPS, если, конечно, телефон работает. Если нет – то вам помогут ориентиры на местности. А что делать в море, где из ориентиров -ровная поверхность одинаковая во все стороны? Тут отсутствие GPS куда более критично. А теперь попробуйте перенестись лет этак на 300 назад, в ночь, темноту, отвратительную погоду, на поврежденный корабль, который пытается найти уже не гавань, то хотя бы берег. Какие у него шансы?
Вся надежда на береговой маяк и чем раньше моряки увидят его свет, тем быстрее смогут принять меры к спасению. Однако свет костра или факела быстро «рассеивается» и плохо виден, в идеале этот свет надо сфокусировать и направить прямо на корабль.
Именно линза Френеля дала возможность видеть свет маяка издалека и сделать «видимыми» маяки малой мощности, что в свою очередь снизило стоимость маяка и позволило монтировать недорогие маяки практически везде.
Прежде чем рисовать картинки преломления лучей, давайте немного погрузимся в историю:
Самые ранние известные маяки представляли собой обычные холмы или насыпи, на вершине которых разводили большие костры. Моряки древности заметили, что чем выше и ярче источник света, тем дальше его видно в море (пост зависимости дальности от высоты).
Одним из самых знаменитых маяков в истории человечества был Александрийский маяк, построенный в Египте в 280 г до н.э. Он имел в высоту порядка 150 метров и по праву являлся одним из семи чудес света и, разумеется, был чертовски дорог и в строительстве, и в обслуживании.
Александрийский маяк (фото в цвете)
Строить что-то подобное по масштабу на входе во все бухты — дорого. Поэтому все остальные маяки древности имели значительно меньшую высоту. Например, старейший сохранившийся маяк «Башня Геркулеса», построенный в 1 веке н.э. в Ла-Корунье (Испания) возвышался «всего» на 57 метров. А ведь еще надо было поднять на эту высоту топливо для костра. Которого такой маяк потреблял до 400(!) тонн в год. Расходы просто сумасшедшие!
«Башня Геркулеса» и Генуэзский маяк, год постройки 1128 года, высота 76 метров
В 1782 году в освещении маяков произошла революция: появилась так называемая лампа Арганда. Воздух в ней проходил через узкую трубку, поэтому при горении газы сгорали полностью — это давало существенную экономию топлива и переводило маяк из категории «космически дорого» в просто «очень дорого».
Но свет по-прежнему рассеивался во все стороны и начались попытки фокусировать и отражать его в сторону моря. В 1763 году английский моряк Уильям Хатчинсон придумал оригинальную конструкцию параболического отражателя. Он представлял собой полусферическое основание, обклеенное отполированными металлическими кусочками. За основу Хатчинсон взял труды Иоганна Кеплера (ещё начала 17 века) и придумал, как применить их к освещению маяков.
Первая система была опробована на маяке неподалёку от Ливерпуля и позволяла фокусировать до 40-50% светового потока
Оригинальная конструкция Хатчинсона
Однако конструкция была очень дорогой и тяжёлой, а еще ее приходилось вращать, чтобы свет распространялся во все стороны, а не только в определённую зону (пятно) на воде. Все это не добавляло надежности системе, а постоянно ломающийся маяк -так себе затея. Да и моряки почему то злились...
В начале 19 века во Франции многие моряки и рыболовы направляли жалобы на неудовлетворительное качество маяков. Глас народа услышал новоиспечённый император Наполеон Бонапарт. В 1811 году он учредил «Комиссию по маякам. Нужно было придумать способ, как фокусировать свет ещё эффективнее, при этом не увеличивая вес и по возможности, стоимость.
Членом этой то комиссии и являлся наш герой Жан Огюстен Френель - видный учёный, занимавшийся изучением волновых свойств света и описавший дифракцию и её частный случай — интерференцию.
Жан Огюст Френель: учёный, инженер и изобретатель
Эти же идеи он применил для решения задачи по усилению света маяка.Основная идея линзы Френеля проста: Представьте, что вы берёте обычное увеличительное стекло с выпуклой линзой, и разрезаете её на сотню концентрических колец. Каждое кольцо по мере удаления от центра немного меньше предыдущего. При этом угол наклона колец (читайте — тонких призм) тоже изменяется — для того, чтобы при преломлении все лучи имели параллельное направление. Таким образом световой поток не будет рассеиваться
Общий принцип работы линзы Френеля. Он обошелся 8 кольцами
Преимущество такой «нарезки» на концентрические призмы состоит в том, что линзу можно изготовить практически плоской и она будет значительно легче.
При этом с точки зрения оптики, линза Френеля:
Может работать даже с большой угловой апертурой — углом между крайними лучами света;
Разное сечение колец позволяет снизить сферическую аберрацию (отклонение лучей от идеального направления) к минимуму из-за точно рассчитанного угла наклона плоскостей.
Всё это позволило использовать максимум мощность источника, фокусируя до 98% светового потока. И именно это стало невероятным открытием, решивших проблему света маяка. Теперь свечение даже относительно слабой лампы можно было заметить на огромном расстоянии -30 и даже 40 км. Дополнительным преимуществом стало то, что лёгкую линзу можно было вращать вокруг источника света. Это позволяло создавать вспышки света с заданным периодом, что позволяло мореходам точно распознать маяк.
Схема образования линзы. Слева снизу скругленные элементы. справа прямые (такие делать проще)
Проведя необходимые расчёты и проработав конструкцию из восьми панелей, Френель смог изготовить прототип. Официальный бюджет составлял всего 500 франков. В марте 1820 года появилась первая панель: она имела прямоугольную форму с размером 55х65 см.
Официальное испытание провели 20 августа 1822 года на недостроенной Триумфальной арке, в присутствии Людовика XVIII. По свидетельству очевидцев, свет заметили на расстоянии в 32 километра! Это был прорыв (сравнимый, например с изобретением реактивного двигателя)- ничего подобного не мог дать ни один параболический отражатель того времени. Кстати, в качестве источника света использовалась как раз лампа Арганда.
Одна из дошедших до нас моделей. С небольшими доработками такая конструкция используется и по сей день
Конструкция Френеля была одобрена «Комиссией по маякам», и 25 июля 1823 года ее установили на маяке Кордуан — первом во Франции.
Оптическая система представляла собой восьмигранный барабан, каждая сторона которого была выполнена из панели площадью 76 кв. см с восемью кольцами линз. Размер линз позволял уловить лучи света, расходящиеся до 45°, если смотреть на аппарат в вертикальном разрезе, остальные лучи уходили над и под аппаратом. Чтобы поймать лучи, расходящиеся под аппаратом, Френель установил в основании линзового барабана кольцо металлических посеребренных зеркал, а для улавливания уходящих над основной линзой лучей, закрепил над барабаном восемь небольших линз, перенаправляющих выходящие сверху лучи на зеркала, от которых они отражались горизонтально.
Оптический аппарат Френеля на Кордуанском маяке и схема его строения
В фокальной плоскости устройства располагались три концентрических фитиля лампы, куда рапсовое масло подавалось при помощи напорного насоса. Вращение аппарата осуществлялось за счет часового механизма с использованием груза. Сам аппарат по мнению Френеля походил на улей.
Первой страной, понявшей всю важность открытия Френеля для морской навигации по всему миру стала тогдашняя Владычица Морей - Британия. В 1820-х годах британский ученый Дэвид Брюстер способствовал популяризации и массовому использованию линз Френеля в маяках Великобритании: для этого даже открыли отдельный завод по производству стекла.
После этого линзы стали использовать в маяках по всей Европы, а после 1852 года — и в США. В 1860-х КАЖДЫЙ маяк в Америке снабжался линзами Френеля.Все это РЕЗКО увеличило видимость маяков и, соответственно, безопасность плавания.
Со временем, конечно, модифицировали и источник света- добавилось газовое и электрическое освещение. Вместе с этим менялась и конструкция линз Френеля начиная от количества панелей, формы и числа линз и заканчивая их цветами.
Примеры линз Френеля разного порядка: от первого, самой крупной и дающей наибольшую дальность света, до шестого, с наименьшей. Фокусное расстояние и дальность луча линз первого порядка — 920 мм и 20–30 морских миль, шестого — 150 мм и 7 морских миль
Всего было сделано больше сотни модификаций и доработок, но сама идея осталась неизменной. Именно благодаря этой линзе сегодня в опасных местах можно поставить дешевый маломощный маяк в виде треноги с лампочкой, аккумулятором и солнечной батарей. Видно этот маяк будет с достаточного расстояния, а обслуживание будет недорогим.
Небольшой маяк, высотой около 5 метров. Турция, Калкан.
К сожалению, сам Френель не дожил до того момента, как его детище триумфально распространилось по всему миру. Он умер 14 июля 1827 года в возрасте 39 лет от туберкулёза.
В честь изобретателя на каждом французском маяке, в котором использовалась линза Френеля, был установлен его бюст, а имя Жана Огюстена является одним из 72 имён, выбитых на Эйфелевой башне. Ему обязаны своими жизнями тысячи моряков, которых свет его линзы уберег от неприятностей!
«И свет во тьме светит, и тьма не объяла его» (С) Евангелие от Иоанна
That's all, folks! Желающие читать меня в телеграмме -ищите на канале "Яхта"
На фото траектория движения судна от выхода из порта - до момента столкновения.
Фрэнсиса Скотта Ки в городе Балтимор 🇺🇸 произошло 26.03.2024
Мост длинной 2.5 км сложился за считанные секунды. Во время столкновения по мосту двигались автомобили и находились рабочие
Предварительно все члены экипажа родом из Индии, за исключением капитана. По информации из открытых источников на судне случился blackout (во время маневров/выхода из порта) это когда происходит обесточивание судна и теряется полный контроль над ним.
Почему случился blackout?
1) В интернете гуляют новости, что это могла быть кибер атака на системы управления генераторов которые в последствии вывели из строя. Имея опыт с подобными системами, с наибольшей долей вероятности это невозможно так как подобные суда 2015 год имеют устаревшее оборудование по управлению генераторами не имеющее прямой доступ к интернету. Онлайн сделать практически невозможно.
2) диверсия
Мало похоже на правду, так как экипаж моментально сообщил в береговую службу о потере контроля над судном и те в свою очередь успели перекрыть мост, но к сожалению без жертв не обошлось. Так же лоцман приказал бросить левый якорь, пытаясь, замедлить судно и не дать ему отклониться еще больше в сторону опоры моста пишет The Washington Post
3) наиболее вероятная версия это техническая неисправность дизель генератора и его примыкающих систем. Но все не так просто. Судно находилось в маневренном режиме, а это значит, что физически один дизель генератор работать не мог их было минимум два в параллельной работе. Если учесть габариты судна и его полную загрузку – то могло и все три. Как правило, если случается проблема, то с одним из генераторов.
И если рассмотреть ситуацию когда три дизель генератора находятся в параллельной работе и один из них отключается по аварийной защите ТО:
- остальные два двигателя должны моментально принять на себя нагрузку
- в случае если нагрузка слишком велика для оставшихся двух, тогда должен сработать preferential trip который отключит второстепенные потребители и обеспечит нормальную бесперебойную работу всех важных потребителей
- если на оставшихся двух дизелях после срабатывания pref.trip нагрузка остается слишком высокой должна сработать защита heavy load, которая введет в параллель четвертый дизель генератор, что бы разгрузить оставшиеся в работе.
Вариант в котором одновременно отключаются все три генератора спроецировать довольно сложно их большое множество. Как один из них это проблемы с топливом, которые одномоментно вызвали не стабильную работу всех двигателей, не стабильные обороты в свою очередь спровоцировали аварийную остановку из-за нестабильной частоты Hz. Но маловероятный.
- аварийная остановка одного из трех двигателей по защите, в последствии которая резко перегрузила оставшиеся два, далее Pref.trip не успевает оказать должного эффекта, дизеля моментально перегружаются на 100% и blackout. В условиях маневров и выхода из порта когда используются довольно-таки мощные потребители как подруливающие устройства этот вариант наиболее на мой взгляд вероятнее.
Однозначно всему этому предстоит большое расследование которое покажет была ли это неожиданно возникшая техническая неисправность или халатность экипажа.
На 37 секунде видно как судно полностью теряет питание и его начинает сносить. Спустя полминуты появляется свет, запускается аварийный дизель генератор. У экипажа не остается времени, что бы исправить ситуацию… столкновение и мост рушится. Но есть один не понятный момент. Если присмотреться то видно, что судно начинает менять траекторию до обесточки, был ли это сильный ветер или команда лоцмана - покажет расследование.
Спутник университета Оттавы сфотографировал редкого северного гладкого кита, который находится под угрозой исчезновения. Его хвост усеян шрамами от попадания в рыболовные сети и столкновений с кораблями. С помощью нового типа спутниковых изображений, ученые могут точно находить китов и идентифицировать их отметины для защиты этого уникального вида. На Земле осталось всего 336 северных гладких китов.
Кто проживает на дне океана? Новый робот-манипулятор, который разработала московская школьница Евгения Андреевская. Система сможет помочь океанологам, которые сейчас изучают ил со дна вручную🤖