Юный техник, 2013 № 01

Этот способ сейчас запатентован и широко используется практически во всех авиационных центрах мира.

Суть же изобретения такова. Особые крупинки, которые на Западе называют сумной пылью», добавляют в краску, которой красят как модели, так и самые настоящие самолеты. И в каждом испытании, в каждом полете эти крупинки в зависимости от воздушного давления, температуры, деформации той или иной части конструкции выдают электромагнитные сигналы, которые фиксирует аппаратура. Таким образом, сразу можно получать огромное количество информации, в том числе и такой, что не может быть получена иным способом.

Еще одну разновидность нанокраски придумали германские изобретатели из города Бремена. Они создали краску, которая, по их мнению, позволяет серьезно сократить расход авиационного топлива. Пользу от этой краски можно получить и если наносить ее на морские суда, а также на ветрогенераторы.

Идея пришла к немецким исследователям, когда они наблюдали за тем, как быстро плавают акулы. Дело в том, что шершавая кожа акулы покрыта мельчайшими пластинками, которые улучшают обтекание и уменьшают ее коэффициент сопротивления.

Сам этот факт, конечно, не новость. Несколько лет назад военно-морской флот США заказал разработку покрытия для судов, оценив свойства акульей кожи.

Военные хотели улучшить ход кораблей и повысить их: маневренность.

Краска, которую предъявили миру немецкие ученые, содержит наночастицы. Общий принцип изобретения: можно понять, представив себе, например, поверхность, листа лотоса, испещренного микрошероховатостями, по которым без задержек стекает вода. Наночастицы в краске не только уменьшают сопротивление любого покрытого ею объекта воздушному потоку и гидрофобность (неспособность материала к смачиванию водой), но и противостоят ультрафиолетовой радиации.

При этом новая краска переносит перепады температур от -55 до +70 градусов Цельсия. Она безвредна для окружающей среды, не делает самолет тяжелее. Если: такой краской покрасить все самолеты в мире, то благодаря снижению аэродинамической сопротивляемости в год, по подсчетам ученых, будет сэкономлено около 4,48 млн. т топлива. А в случае если краску нанесут на суда, то каждый большой контейнеровоз в год израсходует на 2 тыс. т топлива меньше.

Термолюминесцентные краски наглядно демонстрируют распределение давлений на крыле самолета.

Наши изобретатели ответили на разработки зарубежных исследователей созданием еще более уникального покрытия.

«Ныне в ЦАГИ разработана краска, которая может сделать летательный аппарат практически невидимым для радара, — сказал Леонид Теперин. — До сих пор малую радиозаметность летательным аппаратам пытались придать с помощью экзотических форм, которые снижают управляемость и летные качества аппарата.

Другой путь решения проблемы — создание многослойных покрытий, которые имеют определенную наноначинку, эффективно поглощающую излучение радара…»

Причем делается такое покрытие довольно экзотическим способом. ЦАГИ имеет много разных установок, на которых можно моделировать всевозможные процессы.

И вот на одном из стендов отработан метод генерации синтеза нанодисперсного углерода с помощью детонатационных волн.

Выглядит это примерно так. В трубу помещают углеродный порошок и подрывают заряд взрывчатки. При этом возникает ударная волна сжатия, при которой по трубе распространяются большие давления и температуры. В этих условиях и происходит превращение обычного углеродного порошка в наночастицы.

Вообще-то способ изготовления наночастиц с помощью ударной волны был известен и раньше. Но при этом в трубах происходило переотражение волн и много энергии расходовалось впустую, качество нанопорошка ухудшалось. Наши же специалисты создали установку, которая работает намного эффективнее.

Полученный наноуглерод и добавляют в краску, улучшающую обтекание самолетов и делающую их малозаметными для радаров.

В. ВЛАДИМИРОВ, С. СЕРГЕЕВ

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. «Как напечатать» дом?

Началось все с того, что технологи начали изготовлять трехмерные эталоны для изготовления литьевых форм из специального пластика, твердеющего под воздействием света. Зальют такой пластик в некий сосуд с прозрачными стенками, и лазер, управляемый компьютером, слой за слоем отверждает пластмассу, получая какое-то изделие.

Со временем подобные системы стали быстро расти, с их помощью стали изготовлять предметы и объекты все больших размеров. Так, робот-манипулятор Stone Spray специально создавали как своеобразный трехмерный принтер, способный выращивать скульптуры и архитектурные элементы из почвы и песка. Его разработчики: Анна Кулик, Индер Шерджилл и Петр Новиков, хотели создать эффективную систему, способную изготавливать экологически чистые строения из подручных материалов, которые можно взять прямо на месте строительства. Технология работы Stone Spray весьма проста: по одной трубке в необходимую точку пространства подается сыпучий материал, а по второй — связывающий состав, в роли которого может выступить даже обычная вода. В результате работы этого принтера получаются формы, похожие на песчаные скульптуры, которые делают дети из песка на берегу водоема. Причем, если добавить в воду клей или цемент, то изделия получаются несравнимо прочнее детских поделок из песочницы.

Вообще-то такой процесс ближе к отливке. Но его чаще называют «печатанием». Быть может, потому, что движениями манипулятора управляет компьютер с соответствующим программным обеспечением, используемым в ЗD-печати. Это позволяет проектировщикам оперативно вмешиваться в работу устройства Stone Spray, изменять некоторые элементы «печатаемого» объекта прямо в ходе его производства.

Пока опытный образец принтера Stone Spray может «распечатывать» только небольшие предметы. Но такую технологию вполне можно использовать и для строительства более крупных объектов. Во всяком случае, именно для этого предназначена система Contour Crafting, разработанная исследователями из университета Южной Калифорнии. Она способна «напечатать» двухэтажный жилой дом менее чем за сутки.

Первые «печатные» конструкции выглядели не очень элегантно.

В основе системы Contour Crafting лежат все те же технологии трехмерной печати, реализованные в большом масштабе. Contour Crafting напоминает подъемный кран, нависающий над местом строительства. С помощью своей «печатающей головки» Contour Crafting выстраивает стены здания, выкладывая слои быстро застывающего бетона. При этом специальные приспособления позволяют системе одновременно выполнять монтаж трубопроводов для воды, газа, отопления и прокладывать электрическую проводку.