Категории каталога
Каталог / Наука / Новые технологии, изобретения / Альтернативные виды транспорта / Скоростной поезд на гусиных перьях подражает эритроцитам

Скоростной поезд на гусиных перьях подражает эритроцитам

Лидер команды исследователей — Шелдон Вайнбаум (Sheldon Weinbaum) из университета Нью-Йорка (City University of New York) — подсмотрел эту идею сразу в двух, не связанных на первый взгляд, областях: он задумался над принципами лёгкого движения сноубордиста по свежему пушистому снегу и перемещения клеток крови в капиллярах.

Оказывается, процессы, обеспечивающие очень лёгкое скольжение и подъёмную силу при движении сноубордиста и кровяных клеток — имеют общую природу.

Если при движении по плотно укатанному снегу роль смазки играет вода (тонкий слой снега тает под давлением), то в случае с пушистым, недавно выпавшим снегом — воздух, содержащийся в его мельчайших порах.

Когда сноубордист на большой скорости летит по такому склону, он не успевает проваливаться до слоя плотного снега, так как воздух не успевает выйти из-под доски. А выйти он стремится в основном вверх.

Это быстрое сжатие тонкого верхнего слоя пушистого снега создаёт воздушную подушку. И это противодавление достаточно велико, чтобы выдержать вес человека. Причём процесс этот динамический — на месте человек опустится вниз, сжав весь рыхлый снег.

А что же происходит в кровеносных сосудах? То же самое. Роль пушистого снега играют сети покрытых сахарами белков, покрывающих стенки сосудов. При прохождении клетки крови из под этой сетки выдавливается жидкость, создавая и смазку, и подъёмную силу, не позволяющую клетке затормозить, прижавшись вплотную к стенке.

Профессор Вайнбаум полагает, что гусиные перья (ну, или их заменители) смогут поддерживать скоростные поезда не хуже суперсовременных магнитных подушек (фото с сайта www-me.engr.ccny.cuny.edu).

Профессор Вайнбаум полагает, что гусиные перья (ну, или их заменители) смогут поддерживать скоростные поезда не хуже суперсовременных магнитных подушек (фото с сайта www-me.engr.ccny.cuny.edu).
Исследователи считают, что можно построить дороги, типа лотков, выстланные гусиными перьями, по которым на высокой скорости могли бы скользить 50-тонные поезда.

И перья выдерживали бы их вес, так как внутри своего мельчайшего пуха они содержат достаточно воздуха для создания динамической подушки.

Для проверки идеи учёные построили установку — цилиндр и поршень — в которой с большой скоростью сжимали рыхлый снег.

Оказалось, что в первые мгновения сжатия воздух, выходящий из пор сжимаемого снега, создаёт очень сильное противодействие поршню.

Но через секунду-другую это давление падало до нуля, поскольку воздух уходил прочь.

"Также и пушистый снег поддерживает сноубордиста, если он не задерживается в одной точке дольше секунды", — утверждают физики.

Они также обнаружили, что давление в снежных порах под сноубордом с площадью поверхности 0,5 квадратного метра равно 1,4 килопаскаля, то есть способно нести 70 килограммов веса.

Экстраполируя эти результаты к 50-тонным поездам, учёные вычислили, что давления в 9,8 килопаскалей будет достаточно для поддержания поезда в 25 метров длиной и 2 метра шириной.

Упрощённая схема поезда "на пуху" (иллюстрация с сайта physicsweb.org).

Упрощённая схема поезда "на пуху" (иллюстрация с сайта physicsweb.org).
Согласно расчётам учёных, пористый материал с проницаемостью как у гусиного пуха, мог бы обеспечить требуемые параметры. Но, конечно, они не собираются строить из гусиного пуха настоящие железные дороги.

Они были бы слишком дорогостоящими и недолговечными. На замену гусиных перьев вполне подойдут специально подобранные синтетические материалы, лишь бы они создавали высокопористый пух на поверхности трассы.

Поскольку такой поезд может лететь над пухом лишь на высокой скорости, в начале разгона и при торможении он будет использовать выдвижные колёса, катящиеся по специальным желобам или рельсам.

Но как только достаточная для парения скорость набрана — колёса поднимаются.

Когда такой поезд появится в действительности, авторы работы не берутся предсказать, но уже сейчас закупают в больших количествах перьевые подушки. Пока лишь для лабораторных опытов.

Материал предоставлен: Membrana.RU - Люди. Идеи. Технологии.

Реклама:
Где заказать рерайтинг текстов узнай на сайте eTXT.ru