Саранча поделилась секретом
Впервые исследователям удалось записать и декодировать полет саранчи, что дает ключ к аэродинамике насекомых в целом. О прорыве сообщили Джон Янг из университета Нового Южного Уэльса и команда зоологов из Оксфорда.
Ученые использовали высокоскоростные цифровые видеокамеры, чтобы заснять движение саранчи в аэродинамической трубе. Исследователи анализировали происходящую в полете деформацию, создав на основе подробной кинематики крыла трехмерную модель гидродинамического процесса.
Крылья насекомых, как известно, сложные структуры, имеющие множество выпуклостей, впадин и покрытые сверх того различными прожилками и морщинками микроскопических размеров. Но до сих пор было не вполне ясно, какую роль играют все эти особенности. Потому на втором этапе исследования ученые имели дело с саранчой уже виртуальной, последовательно удалив с ее крыльев вначале мелкие детали рельефа, а затем сгладив и сам необычный изгиб крыльев. Опыт показал, что мелкие детали не вносят в картину обтекания заметных перемен, а вот сама форма крыла как раз делает полет насекомого столь эффективным. Саранча, измененная на компьютере, существуй она в реальности, была бы куда более энергоемкой и медленной.
«До недавнего времени, — говорит доктор Янг, — у нас не было технической возможности измерить фактическую форму крыльев насекомого в полете – отчасти из-за скорости движения, отчасти из-за объемности самой задачи. Но теперь этот вопрос решен».
Результаты работы, опубликованные в журнале «Science», означают, что инженеры впервые раскрыли аэродинамические секреты одного из наиболее эффективных летунов в природе. Эта информация необходима, например, для создания миниатюрных летающих роботов с маневренностью и энергоэффективностью насекомого. Подобные механизмы можно использовать для поиска и спасения людей, выполнения военных миссий и проверки опасной среды.
-----------------------------------
Вспышка-невидимка — друг репортера
Дилип Кришнан и Роб Фергюс из университета Нью-Йорка создали «невидимую» или «темную» вспышку для фотоаппаратов, способную запечатлеть человека без использования ослепляющего света.
Фотоаппарат, который может делать хорошие снимки в темноте при помощи инфракрасных (ИК) и ультрафиолетовых (УФ) лучей, гораздо более привлекателен, чем обычный вариант с яркой вспышкой.
Но как создать такое устройство? Для начала Кришнан и Фергюс переделали импульсную лампу-вспышку, заставив ее испускать свет в широком диапазоне частот, прибавив к видимому свету инфракрасную и ультрафиолетовую составляющие. Затем они приладили фильтр, который бы «отрезал» обычный видимый свет. Кроме того, исследователям пришлось избавиться от фильтров, которые мешали кремниевому сенсору в фотоаппарате воспринимать ИК- и УФ-лучи.
Фотография в таких лучах получается не очень хорошей, так как сильно сдвигается баланс цвета, и человек, к примеру, выглядит так, будто за ним наблюдают в прибор ночного видения.
Чтобы не слишком потревожить фотографируемый объект, но при этом получить натуральную картинку высокого качества, к первому «невидимому» кадру через мгновение добавляется второй снимок — без вспышки. Второе изображение получается темным и размытым. Однако если с помощью специального программного обеспечения объединить тонкие детали с первого кадра и натуральные цвета со второго, то выйдет вполне естественное изображение, которое будет выглядеть даже лучше, чем фото, полученное при помощи длительной выдержки.
Несмотря на все плюсы, есть у этой «технологии близнецов» и свои недостатки. Многие объекты поглощают ИК- и УФ-лучи, а значит, сфотографировать их новой камерой не получится.
-----------------------------------
Махолет-малявку назвали NAV
Ученым из американской компании «Aero Vironment» впервые удалось продемонстрировать управляемый полет миниатюрного махолета с автономным приводом. Назвали малявку NAV, что расшифровывается как «nano air vehicle». Подъемную силу, функции руля, элеронов и двигателя ему обеспечивают два крыла.
Еще в декабре 2008 года один из тестируемых аппаратов смог продержаться в воздухе 20 секунд. Сейчас NAV способен зависать, двигаться вперед-назад, влево-вправо, а также подниматься и опускаться в воздухе в течение долгого времени. Все эти движения определяет с помощью пульта управления оператор.
Так как изначально весь проект финансировался исследовательским агентством Пентагона DARPA, вряд ли в ближайшее время будут раскрыты секреты полета миниатюрного орнитоптера.
Отметим, что разработка еще не достигла своей финальной стадии. Специалисты хотели бы добиться, чтобы NAV весил не более 10 граммов, размах крыльев «птахи» не превышал 7,5 сантиметра, скорость движения вперед была бы не менее 10 метров в секунду. Кроме того, орнитоптер должен будет научиться противостоять порывам ветра до 2,5 метра в секунду и путешествовать на открытом воздухе и внутри зданий на расстояние до 800 метров.
-----------------------------------
Хотите сказать, что рыбе это понравится?
Ученые из исследовательской лаборатории ВМС США разработали устройство, которое может создавать мощные звуковые волны под водой без необходимости опускать в нее какие-либо излучатели.
В основе системы лежит очень яркий лазер с тщательно подобранными параметрами. Авторы технологии объясняют, что благодаря двум явлениям — нелинейной самофокусировке и дисперсии групповой скорости — вошедший в соленую воду луч может быть сжат в крошечную точку на строго заданной глубине. В этом месте почти мгновенно возникает зона ионизации, поглощающая энергию света, а затем и небольшой пузырек перегретого пара, который производит звуковую волну громкостью 220 децибел. Авторы технологии полагают, что данная установка может пригодиться в системах подводной связи в качестве подводных навигационных маяков и в комплексах по созданию подводных акустических изображений.
Лазер может располагаться как на судне или подлодке, так и на летящем самолете, который таким способом может связываться с подлодками по акустическому каналу без необходимости опускать в воду какое-либо оборудование. Поворачивающееся зеркало, направляя на поверхность океана целую очередь из нескольких таких лазерных импульсов, может создать под водой цепочку из нескольких источников акустических волн со смещенной фазой, что пригодится в обнаружении подводных объектов.
-----------------------------------
Уж эта прилипнет, так прилипнет!
Стальную версию застежки велькро или «репейник», как у нас ее называют, под названием Metaklett придумали специалисты из технического университета Мюнхена.
Metaklett изготовлена из рессорно-пружинной стали. Металлическая застежка выдерживает до 35 тонн на квадратный метр. Ей также не страшны температура до 800 °С и большинство сильных химических соединений. Тесты показали, что в первые десять прилипаний стальная велькро теряет около 20 % своей силы сцепления, но далее этот параметр остается почти неизменным.
Было создано два вида металлических застежек – «Фламинго» и «Утиная голова», каждая из которых представляет собой двухслойные 0,2-миллиметровые стальные ленты с особыми крючками и петлями. Вариант «Фламинго» имеет более широкие крючки, которые мягко соскальзывают в отверстия на второй ленте. Там они возвращают свою начальную форму и зацепляются как заклепки, сопротивляясь разрыву.
-----------------------------------
Идеальные кристаллы выращивает звук
На Международной космической станции начались опыты по выращиванию идеальных кристаллов в отсутствие гравитации. Особенность именно этой группы экспериментов в том, что выращиваемый объект будет поддерживаться на весу звуком, а значит, останется ультрачистым.
SpaceDRUMS – канадская разработка. Додекаэдрическая камера устройства заполнена аргоном, внутри расположены несколько источников звуковых волн. Аргон – инертный газ, а потому он не взаимодействует с веществами внутри камеры, при этом являясь проводящей средой для звука. Основная задача новой космической лаборатории – выращивание больших кристаллов веществ. Такие материалы наверняка будут востребованы на Земле, и уже сейчас ясно, что стоить полученные объекты будут сотни тысяч долларов.
Пока планируется вырастить пористый образец стеклокерамики. Но специалист NASA Джули Робинсон отмечает, что в SpaceDRUMS можно работать с любым веществом и выращивать объекты диаметром с мяч для бейсбола или гольфа. В будущем наибольшим спросом будут пользоваться выращенные таким образом полупроводники.
-----------------------------------
От голода и синица звереет
То, что летучие мыши охотятся на певчих птиц, биологам известно. Однако недавно выяснилось, что зимой некоторые особенно оголодавшие большие синицы тоже могут запросто съесть нетопыря.
Питер Эсток и Бьерн Симерс из института орнитологии Макса Планка второй год наблюдают за взаимоотношениями синиц и летучих мышей в одной из пещер Венгрии. Еще в 1996 году Эсток впервые заметил, что птица напала на нетопыря, превосходящего ее по весу почти в четыре раза.
Спустя 10 лет он и его коллега решили зафиксировать наблюдаемое документально, а заодно и на видеопленку. Они отправились на территорию горного массива Бюкк и провели там несколько дней. В результате орнитологи записали 18 случаев нападения больших синиц на летучих мышей.
Почему же птицы не боятся своих столь крупных жертв? Дело в том, что летучие мыши после спячки медленно приходят в себя, температура их тела очень низкая, чуть выше температуры окружающей среды. Из-за этого нетопыри еле шевелятся, куда уж там бороться с юркой птицей.
Чтобы проверить, насколько все-таки кровожадны синицы, ученые стали периодически снабжать их кормом. Оказалось, что в таких условиях охота на летучих мышей немного сократилась.
