Англичане своровали тихоходку
Англичане уже подсуетились и собрали свою тихоходку. Вот жеж наглые. сами ничего не могут придумать.
Установка ученых ПНИПУ усовершенствует защиту малогабаритных летательных аппаратов от обледенения
Малогабаритные летательные аппараты широко применяются для проведения поисково-спасательных работ, аэрофотосъемки и патрулирования территорий. Однако их работа при минусовой температуре и повышенной влажности осложняется из-за обледенения лопастей вентиляторов. Оно приводит к снижению тяги и повышенному потреблению энергии, усилению вибраций, а при неконтролируемом обрыве льда – даже к повреждению всей конструкции. Ученые Пермского Политеха разработали экспериментальную установку, которая позволит исследовать процесс обледенения вентиляторов малых летательных аппаратов и разработать более эффективные методы борьбы с ним.
Исследование будет опубликовано в журнале «Вестник Московского авиационного института», том 30, №4, 2023. Разработка проводилась при финансовой поддержке гранта РНФ № 22-19-20118 и Минобрнауки Пермского края (Соглашение №С-26/1203 от 30.06.2022) коллективом сотрудников Центра высокопроизводительных вычислительных систем под научным руководством доктора технических наук, профессора Владимира Модорского.
Как отмечают ученые ПНИПУ, противообледенительные системы пассажирских и грузовых самолетов из-за своей сложности или наличия вспомогательных систем не всегда подходят для малогабаритных летательных аппаратов. Поэтому альтернативным способом удаления льда может служить «перегазовка» – кратковременное повышение частоты вращения вентиляторов. Политехники предположили, что на процесс разрушения льда при «перегазовке» влияют жесткость лопастей вентиляторов, качество и чистота их поверхностей, геометрия конструкции. Однако проверить это можно только с помощью опытов на специальном оборудовании.
Для этого ученые Пермского Политеха разработали экспериментальную установку. Она состоит из малогабаритной аэрохолодильной трубы, где можно поддерживать температуру от -30 до +25 градусов Цельсия. Внутри нее находится электродвигатель, на вращающийся вал которого устанавливается исследуемый вентилятор летательного аппарата. Высокоскоростная камера фиксирует процесс эксперимента на скорости до 960 кадр/сек. Облако капель охлажденной жидкости распыляется при помощи форсунки, а в нее подается из емкости под давлением компрессора.
Сложная система датчиков позволяет проводить оценку вибрации при различном уровне обледенения, получать моментальные значения влажности, давления и температуры. При помощи специального ПО исследователи управляют режимом работы электродвигателя и мощностью холодильной камеры, получают и записывают сигналы измерительного оборудования.
Ученые ПНИПУ провели эксперимент: локально изменили поверхностные свойства одной из лопастей вентилятора, установили вентилятор в трубу и в течение двух минут намораживали на него лед при частоте вращения 5000 об/мин и температуре -10 градусов Цельсия.
Общий вид вентилятора после намораживания льда
Затем скорость вращения вентилятора повысили до 7000 об/мин. Ледяной нарост на лопатке вентилятора с измененными свойствами разрушился, однако на остальных трех лопатках лед остался. Окончательный сход льда с остальных лопаток произошел после достижения частоты вращения 11500-12000 об/мин. Ученые предположили, что локальная неоднородность свойств изменила характеристики сцепления льда с лопастью, поэтому на ней сход льда произошел при меньшей частоте оборотов.
– Управляемое изменение свойств поверхности вентилятора может снизить энергозатраты на «перегазовку» в процессе полета, и, как следствие, повысить его максимальную продолжительность, – отмечает кандидат технических наук, научный сотрудник Центра высокопроизводительных вычислительных систем, доцент кафедры «Авиационные двигатели» ПНИПУ Николай Саженков.
Обледенение – крайне опасное явление и актуальная проблема не только для крупногабаритной авиации, но и в сфере малых летательных аппаратов. Разработанная установка позволит ученым ПНИПУ проводить дальнейшие эксперименты и совершенствовать методы борьбы с обледенением. Это упростит использование малогабаритных летательных аппаратов в условиях плохой погоды.
Сияние(не Кинг)
Норвежское исследовательское судно в арктических водах.
Северный полюс
Ледовая самодвижущаяся платформа «Северный полюс» (ЛСП).
Официальные документы называют такое судно «плавающей обсерваторией для исследования и мониторинга природной среды». Можно предположить, что у единственной в своем роде платформы, не имеющей аналогов в мире, должен быть один заказчик – Росгидромет. Но как указывает автор материала, есть большие основания предполагать, что заказчиков подобной платформы как минимум два – помимо указанной российской службы гидромета, им стало Министерство обороны РФ.
Как указывают представители «Адмиралтейских верфей», стоимость производства платформы составила семь млрд рублей. Навряд ли такая сумма была бы по силам Росгидромету. К тому же стройка такого крупного судна, водоизмещение которого равняется водоизмещению современного боевого крейсера – 10,4 тонн, производилась в рекордные сроки. В 2018-ом году был подписан контракт на разработку Северного Полюса, а через полтора года судно спустили на воду.
Как итог, исследовательское судно уже готово бороздить воды и льды Северно-ледовитого океана на скорости равной десяти узлов, и при этом круглосуточно принимать на свой борт тяжелые вертолетные аппарата типа Ми-17.
Как утверждают разработчики Северного Полюса, запаса топлива платформы может хватить на два года автономной работы. Срок использования ЛСП рассчитан не меньше, чем на двадцать пять лет. Состав экипажа будет состоять из четырнадцати человек. На платформе будет располагаться пятнадцать лабораторий, в которых тридцать четыре ученых смогут заниматься исследовательской деятельностью.
Энергетическая установка рассчитана на мощность 42 тыс киловатт. Такая мощность гарантирует комфортную зимовку во льдах при температурном режиме до минус пятидесяти градусов. Самое интересное в платформе стала форма корпуса, похожая на часть скорлупы грецкого ореха. Такая форма, по словам конструкторов, не даст северным льдам, имеющих многометровый слой толщины, раздавить судно. При сжатии, корабль будет выталкиваться на поверхность льдов.
Такая форма корпуса судна была недавно «высмеяна» западными средствами массовой информации. Ее назвали «уродливой», и это не самый «сильный» эпитет, который употребили западные журналисты. Так, например, издание The Drive написало: «отчетливая яйцеподобная форма делает судно уродливым и пугающим».
Так собственно, никто особо за «красотой» и не гнался. Конструкторам всего лишь было необходимо избежать «ледяного плена», и они этого добились.
Что касается применения «яйцеподобной» платформы в Арктических просторах, то оно, по мнению китайских журналистов из Sohu, поможет россиянам обеспечить доминирование в широтах, приближенных к Северному полюсу. Тем более что Москва думает о постройке искусственных островов, в зоне постоянных льдов.
Китайцы выразили уверенность в том, что в мирное время ЛСП принесет огромную пользу для научных работников. Но ежели случится война, то Северный Полюс сможет «вооружится» боевыми вертолетами, крылатыми ракетами и военнослужащими Северного флота. Такая боеготовность позволит закрыть самую удаленную часть Северного Ледовитого океана в интересах России.
Догадки китайских журналистов отчасти верны. Отчасти потому, что вопрос военного применения для платформы не требует наступления военного времени. ЛСП уже сейчас способна действовать, наряду с интересами Гидромета, в интересах Минобороны РФ. Подобная практика осуществлялась еще в советские времена. Метеорологические Полярники, дрейфующие на станциях Северного полюса, должны были взаимодействовать с капитанами атомных подводных лодок или командирами стратегических бомбардировщиков. И в случае надобности, прийти на помощь экипажам, терпящим бедствие в арктическом районе. Подобная функция будет возложена на ЛСП Северный Полюс, ну и соответственно все, что описали китайцы, тоже верно.
Так же верно утверждение, что за действиями платформы будут пристально наблюдать наши «партнеры» - американские разведывательные службы. Так было во времена холодной войны, когда США стремились всеми способами добыть информацию о работе советских дрейфующих метеостанциях. Вспоминается как, на эвакуированную из-за ухудшения ледовой обстановки станцию «Северный полюс-8», была выброшена группа разведчиков США, пытавшихся найти хоть что-то на месте, где ранее размещалась метеостанция. Все, что не успели эвакуировать советские летчики, было собрано в мешки и вывезено с помощью атомной подводной лодки американских ВМС.
Или случай, когда рядом со станцией «Северный полюс-20» разведка США установила в двадцати км шпионскую аппаратуру, чтобы отследить работу новой на тот период гидроакустики, размещенной на СП-20. В той операции были задействованы восемнадцать разведчиков, самолет типа DHC-6, взлетающий с неподготовленных площадок и американская подводная лодка, отслеживающая операцию.
Таких примеров можно привести множество, поэтому платформа «Северный Полюс» тоже не останется без внимания. У советских, а позже российских полярников всегда была секретная «миссия», связанная с задачами оборонного характера. Вот только интенсивное таяние льдов заставило Россию отказаться от полярных станций. Последняя попытка высадить полярников на льдину была организованна в 2015-ом году. Но по прошествии четырех месяцев, станцию пришлось эвакуировать – льдина стала крошиться.
Но подобные капризы северного климата не отменили боевое дежурство подводников в районе Арктики. Да и воздушные стратеги увеличили свое присутствие в северном небе. Необходимо было решать вопрос с полярниками, обеспечивающие часть работы, связанной с безопасностью экипажей подводных и воздушных ракетоносцев.
Собственно этим и вызвано заинтересованность проектом ледовой самодвижущейся платформы «Северный Полюс» Министерством обороны РФ. «За счет ЛСП Россия вышла на новый технологический уровень безопасности
Про Антарктиду вопрос навеяло
Где то читала, что Антарктида это самое сухое место на Земле, это как вообще понимать? От куда там километры льда под поверхностью тогда?
Ученые расширили свойства принципа теплопередачи: использование льда для кипячения воды
Доцент Джонатан Борейко и аспирант Моджтаба Эдалатпур сделали открытие о свойствах воды, которое может стать захватывающим дополнением к феномену, установленному более двух веков назад.
Лед
Фото: pixabay.com
Сообщается, что открытие также содержит интересные возможности для охлаждения устройств и процессов в промышленности, использующих только основные свойства воды.
Их работа была опубликована сегодня, 21 января, в журнале «Physical Review Fluids».
Вода может существовать в трех фазах: замерзшее твердое тело, жидкость и газ. Когда тепло применяется к замороженному твердому телу, оно становится жидкостью. При нагреве жидкости она превращается в пар. Этот элементарный принцип знаком каждому.
Однако, когда источник тепла становится достаточно горячим, поведение воды резко меняется. По словам Борейко, капля воды, нанесенная на алюминиевую пластину, нагретую до 150 градусов по Цельсию или выше, не будет кипеть.
Вместо этого пар, который образуется, когда капля приближается к поверхности, оказывается в ловушке под каплей, создавая подушку, препятствующую прямому контакту жидкости с поверхностью. Захваченный пар заставляет жидкость левитировать, скользя по нагретой поверхности, как шайба в аэрохоккее.
Это явление известно как эффект Лейденфроста, названный в честь немецкого врача и теолога, впервые описавшего его в публикации 1751 года.
Этот общепринятый научный принцип применим к воде как к жидкости, плавающей на слое пара.
Команда ученых во главе с Борейко задалась вопросом: может ли лед вести себя так же?
«Есть так много статей о левитации жидкости, что мы хотели задать вопрос о левитации льда», — сказал Борейко.
«Это началось как любопытный проект. В основе нашего исследования лежал вопрос о возможности трехфазного эффекта Лейденфроста с твердым телом, жидкостью и паром».
Любопытство вызвало первое исследование в лаборатории Борейко. То, что он наблюдал, было захватывающим.
Даже когда алюминий был нагрет выше 150° С, лед не парил в воздухе, как это делает жидкость. Наблюдая за поведением льда по мере увеличения температуры, ученый обнаружил, что порог для левитации был значительно выше — 550° C.
До этого порога талая вода подо льдом продолжала кипеть в прямом контакте с поверхностью, а не проявляла эффект Лейденфроста. .
Оказалось, что перепад температур в слое талой воды подо льдом имеет две разные крайности: его дно кипит, что фиксирует температуру около 100 ° C, но его верхняя часть прилипает к оставшемуся льду, что фиксирует температуру около 0 градусов.
«Разность температур, создаваемая льдом в толще воды, изменила то, что происходит в самой воде, потому что теперь большая часть тепла от нагревателя должна проходить через воду, чтобы поддерживать эту экстремальную разницу. Таким образом, для производства пара теперь можно использовать лишь малую долю энергии».
Команда изучила возможности практического применения нового свойства.
Теплопередача больше всего нужна для охлаждения таких вещей, как компьютерные серверы или автомобильные двигатели. Для этого требуется вещество или механизм, который может отводить энергию от горячей поверхности, быстро перераспределяя тепло, чтобы уменьшить износ металлических деталей.
На атомных электростанциях применение льда для быстрого охлаждения может стать легко применяемой аварийной мерой в случае отключения электроэнергии или обычной практикой обслуживания деталей электростанции.
Есть также потенциальное применения в области металлургии. Для производства сплавов необходимо гасить тепло от металлов, которые были сформированы в течение узкого промежутка времени, делая металл более прочным и менее хрупким. Если бы применялся лед, это позволило бы быстро отводить тепло через три водные фазы, быстро охлаждая металл.
Якутские ученые приспособили лед для отопления помещений
Ученые якутского Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН запатентовали устройство для стабилизации температуры в закрытых помещениях, которое работает при таянии льда.
«В основе устройства лежит простой принцип — летом лед в аккумуляторах тает за счет тепла солнечной энергии, а зимой выделяемое при замерзании воды тепло обогревает помещение до околонулевых отрицательных температур», — приводятся слова доктора технических наук Георгия Кузьмина в журнале «Наука в Сибири».
Специалисты возвели гараж, установив вдоль стен водяные аккумуляторы солнечной энергии — металлические резервуары с водой, изготовленные из листовой стали. Испытания проводились в течение двух лет.
«Зимой температура воздуха в гараже понизилась до минус 3,5 градуса, а температура наружного воздуха понижалась до минус 45 градусов. В летнее время за счет тепла, поступающего в помещение, лед в емкостях растаял. Проведенные испытания показали техническую возможность эффективного использования накопленной в воде тепловой солнечной энергии для отопления некоторых видов помещений в суровых климатических условиях», — рассказал Георгий Кузьмин.
Изобретатели отмечают экономическую эффективность нового способа и экологическую безопасность для окружающей среды.
«Его можно использовать для поддержания температуры в ледовых катках, стояночных гаражах, ангарах, прогулочных и спортивных помещениях при детских учреждениях, круглогодичных и сезонных хранилищах некоторых видов овощей, хранилищах ряда веществ и материалов», — отмечается в статье.