Часть 2
В разделе НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ этого обзора сами собой собрались заметки, имеющие отношение к тканям и волокнам с особыми свойствами. «Из "золота" пошиты» - название заметки, размещенной на www.nanonewsnet.ru. «Российская компания «Каменскволокно» на выставке Milipol-2011 в Париже показала новое арамидное волокно AuTx, или «золотой текстиль». Это волокно может быть использовано для производства более прочных и менее тяжелых, по сравнению с кевларовыми, бронежилетов. Защита торса из AuTx уже проходит испытания в спецподразделениях США и Великобритании в Афганистане, а о закупке таких бронежилетов российскими военными пока ничего не известно.
«Золотая защита»
Волокно AuTx было разработано российской компанией совместно с британской Alchemie Technologies. По данным «Каменскволокно», основу нового материала составляет «волокно гетероциклического сополимера арамидной семьи». При этом «динамическая прочность AuTx в два раза больше по сравнению с другими подобными волокнами и нитями». По предварительным данным, бронежилеты, изготовленные с применением «золотого текстиля», весят в два раза меньше таких же средств защиты, но изготовленных с применением пара-арамидных материалов (кевлар). Какие-либо другие подробности о новом химическом волокне для бронежилетов озвучены не были. В частности, пока остается неизвестным скорость старения материала (кевларовые бронежилеты становятся уязвимыми через пять-десять лет после производства в зависимости от плотности и качества использованного материала), его устойчивость к намоканию и способность сохранять свои свойства в этом состоянии. Известно только, что AuTx устойчиво к огню и может применяться при производстве одежды для пожарных. Согласно описанию AuTx, опубликованному на сайте Alchemie Technologies, «золотой текстиль» практически не подвержен старению. Более того, прочность волокон при хранении бронежилетов незначительно увеличивается. В частности, при хранении бронежилетов, выполненных из AuTx, на протяжении десяти лет, их прочность на разрыв возрастает на два процента. Кроме того, волокна AuTx при производстве подвергаются воздействию дополнительного реагента, который позволяет «золотому текстилю» практически не терять своих свойств при контакте с водой, маслом или гидравлическими жидкостями. Для сравнения, наиболее часто используемый сегодня кевлар теряет свою прочность под воздействием солнечных лучей или при намокании. Правда, свойства материала восстанавливаются после высыхания, а для защиты от дождя в бронежилетах используются или специальные чехлы, или водооталкивающая пропитка. При нагревании кевлар становится хрупким, а хранение бронежилетов при высокой температуре ускоряет старение материала. В любом случае, говоря о значительном снижении веса бронежилетов, «Каменскволокно», вероятно, имело в виду так называемые «мягкие» средства защиты. В них не используются дополнительные защитные вставки из стали, титана или высокомолекулярного или сверхвысокомолекулярного полиэтилена (ВМПЭ или СВМПЭ). Такие бронежилеты представляют собой жилетки с вставленными в них пластинами. Последние изготавливаются путем сшивания вместе 15–18 слоев кевлара, терлона или армоса (последние два, по сути, тот же кевлар и отличаются лишь прочностью на разрыв). Согласно требованиям ГОСТа такие бронежилеты способны обеспечить защиту вплоть до 2-го класса, реже до класса 2а. Бронежилет 2-го класса обеспечивает защиту от выстрела из пистолета ПСМ с патроном калибра 5,45 миллиметра и пулей Пст или пистолета Токарева с патроном калибра 7,62 миллиметра и пулей Пст. Класс 2а должен защищать и от выстрела из охотничьего ружья 12-го калибра с патроном калибра 18,5 миллиметра. Ведь если речь идет о более серьезных бронежилетах, обеспечивающих защиту до 4-го класса и выше, то применение более легкого химического волокна массу самого средства индивидуальной защиты вряд ли значительно снизит. Например, бронежилет 6Б13, созданный в рамках проекта «Забрало» и принятый на оснащение Вооруженных сил России, обеспечивает 4-й класс защиты (выстрел из АК-74 с патроном 5,45 миллиметра и пулей ПП) и весит около 11 килограммов. Для сравнения 6Б11 проекта «Забрало» обеспечивает 2-й класс защиты и весит всего пять килограммов. Существуют также и более легкие бронежилеты. Современные арамидные волокна, используемые в настоящее время в бронежилетах, обладают прочностью на разрыв от 280 до 550 килограммов на квадратный миллиметр. К слову, последний показатель характерен для волокна армос, используемого в нескольких видах российских бронежилетов. Тем не менее, создание новых более прочных и более легких химических волокон, из которых возможно производство защитных тканей, в современных условиях необходимо и должно вестись наравне с эволюцией других элементов средств индивидуальной защиты. Например, бронежилет 6Б43, принятый на вооружение в июле 2010 года, использует некоторые элементы из СВМПЭ и обеспечивает круговую защиту по классу 6а (выстрел из винтовки СВД с патроном калибра 7,62 миллиметра и бронебойно-зажигательной пулей Б-32). Жилет построен по модульной схеме, что означает возможность отстегнуть и не использовать те или иные элементы в зависимости от требований выполняемой задачи. 6Б43 в полном сборе весит чуть больше 15 килограммов. Впрочем, веса бронежилетам добавляют не только арамидные волокна и защитные пластины, но также и заброневые материалы – пластик, поликарбонат или пенорезина. Задача этих материалов уже заключается в том, чтобы ослабить импульс, переданный пулей бронежилету, и таким образом предотвратить или уменьшить так называемую заброневую травму, которая, согласно, ГОСТу должна быть ограничена 2-й степенью (ушибы, очаговые кровоизлияния и незначительные кровоизлияния в брыжейку кишечника с потерей боеспособности бойца не более чем на десять суток). Современные бронежилеты в большинстве случаев способны надежно защитить бойца, однако по-прежнему обладают массой недостатков, в числе которых – вес, увеличивающийся с повышением класса защиты, комфортность ношения, удобство для размещения дополнительных элементов экипировки. Ведь в бронежилетах массой 15 килограммов и больше уже особенно не побегаешь, учитывая, что при себе должно быть также оружие с боезапасом, средства связи, гранаты и каска. Одним словом, пространства для развития еще много.
В будущем
Во всем мире сегодня особое внимание уделяется именно снижению массы носимой защиты. О российских разработках можно сказать лишь, что они ведутся, однако какие-либо подробности о них пока не озвучиваются. Исследования ведутся и в области создания новых материалов, способных обеспечить баллистическую защиту, и в области разработки различных жидкостей и клеев, которые позволят значительно укрепить уже существующие ткани и волокна. В 2007 году в России была показана «Жидкая броня», представляющая собой своего рода гибкие конверты, заполненные гелем из твердых наночастиц и особой жидкости. Резкий удар, попадание пули или осколка заставляет частицы мгновенно связываться друг с другом, превращая гель в твердый композит и препятствуя проникновению инородного тела вглубь структуры. Проведенные испытания были признаны успешными. Как ожидается, в первую очередь «жидкая броня» будет использоваться для повышения защищенности автомобилей, вертолетов и самолетов. Любопытно, что в середине 2010 года стало известно, что Великобритания также ведет разработку «жидкой брони», представляющей собой кремообразную вязкую субстанцию. Предполагается, что использование подобного материала позволит значительно снизить вес бронежилетов нового поколения. Разработкой брони занимается компания BAE Systems. Принцип действия британского изобретения аналогичен российскому. Следует отметить, что неньютоновская жидкость уже довольно давно привлекает военных. В частности, в 2009 году в Великобритании был создан гель D3O, способный загустевать при попадании в него пули. Этот гель планировалось использовать при изготовлении касок и бронежилетов, однако он до сих пор не прошел сертификацию. Созданием «жидкой брони» в США занимается компания Armor Holdings, которая уже представила свою разработку Управлению перспективных исследовательских проектов (DARPA) Пентагона. Между тем, Морская пехота и Армия США в перспективе намерены полностью отказаться от кевларовых касок MICH и PASGT в пользу шлемов, выполненных из полиэтилена. Новые средства защиты головы, в зависимости от размера, будут легче на 300–1050 граммов. В качестве основного материала рассматривается УВМПЭ (ультравысокомолекулярный полиэтилен), выпускаемый в США под названиями Dyneema и Spectra. Этот же материал уже используется при производстве бронежилетов, где из него выполнены грудные и спинные пластины. Правда защиту УВМПЭ обеспечивает не один, а в сочетании с вплавленными в него тканями из арамидных волокон. Наконец, с конца 2010 года военнослужащие США и Великобритании в Афганистане при выполнении заданий помимо обычных бронежилета и каски теперь обязаны носить специальные защитные трусы, ткань которых изготовлена из нейлоновых и кевларовых нитей. Такие трусы не оберегают от повреждений в результате попадания осколка при подрыве на мине, но не дают фрагментам взрывного устройства проникнуть в рану. В перспективе, военные начнут носить и майки, пошитые из того же материала, что и трусы. К слову, этот материал обладает антибактериальными свойствами, не ослабевающими при стирке. А в условиях жаркого афганского климата, это свойство будет очень кстати».
«Об удивительных электрических свойствах новых полимерных материалов» повествует 5 октября www.nanonewsnet.ru. «Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL), проводя серию экспериментов, обнаружили, что новый полимерный материал имеет силу пьезоэлектрического эффекта в десять раз превышающую силу этого эффекта у обычных пьезоэлектриков на основе керамики и кристаллов. Доступность нового полимера и сила его пьезоэлектрического эффекта позволят его использовать во множестве устройств каждодневного применения. Ученые ORNL и их коллеги из Технического университета Ахен, Германия, проводя фундаментальные исследования в области полимерных материалов, обнаружили у одного из исследуемых образцов сильный обратный пьезоэлектрический эффект, т.е. когда материал подвергался механической деформации под воздействием приложенного электрического потенциала. После обнаружения этого необычного явления ученые более тщательно исследовали образец полимерного материала. Эти исследования показали, что полимер обладает и ярко выраженными пьезоэлектрическими свойствами, т.е. под воздействием механического напряжения или деформации он начинает вырабатывать электрический ток. При этом оказалось, что пьезоэлектрическая «сила» полимера минимум в десять раз превышает аналогичный показатель традиционных керамических и кристаллических пьезоэлектрических материалов. Ранее ученые считали, что пьезоэлектрические свойства имеют только диэлектрические материалы, имеющие четкую кристаллическую структуру. «Но нам посчастливилось наблюдать этот эффект и в сложном кополимерном материале, состоящем из слоев различных молекул, таких как молекулы пенопласта и резины» – рассказывает Волкер Урбан (Volker Urban), ученый из ORNL. – «Необычайная сила пьезоэлектрического эффекта нового полимера может стать основой для создания совершенно новых типов электроактивных элементов, которые могут применяться в различных датчиках, устройствах аккумулирования энергии, генераторах электроэнергии и биомедицинских устройствах».
«Создана ткань, меняющая цвет в зависимости от содержания кислорода», пишет 5 октября www.strf.ru. «Исследователи из Китая создали ткань, меняющую цвет при падении содержания кислорода в атмосфере ниже определенного уровня. Новая ткань может применяться для изготовления спецодежды, которая позволила бы шахтерам, альпинистам и космонавтам легко отслеживать содержание кислорода и принимать соответствующие меры, если его содержание в воздухе упадет до опасных пределов. Си Чен (Xi Chen) с коллегами из Университета Сяньмынь с помощью цифровой камеры продемонстрировал, как в режиме реального времени происходит изменение окраски ткани-хамелеона в зависимости от содержания кислорода в окружающем воздухе, это изменение происходит достаточно быстро для того, чтобы быстро определить опасное для человека падение концентрации кислорода. По словам Чена, идея создать быстрый и надежный индикатор на кислород пришла к нему после ряда телевизионных сюжетов об авариях на шахтах и случаях гибели шахтеров, связанных с нехваткой кислорода. Исследователи получили новый детектор следующим образом – они нанесли чувствительные к содержанию кислорода микрочастицы из полистирола на хлопковые нити, затем эти нити использовались для создания ткани. Для приобретения чувствительности к кислороду полимерные микрочастицы обрабатывали гидрофобный стильбеновым красителем – фоном и чувствительным к кислороду красным красителем. По словам исследователей, сложнее всего было подобрать подходящие красители, которые должны были характеризоваться следующими свойствами – гидрофобностью, фотостабильностью, низкой токсичностью (или отсутствием токсичности вообще), а также они не должны были вымываться из ткани со временем или в результате обработки. Красители в ткани возбуждаются ультрафиолетовым излучением и излучают в видимой области. Поскольку и синий цвет красителя, обеспечивающего фон-сравнение и красный цвет красителя, «чувствующего» присутствие кислорода соответствуют обрабатываемым цифровой камерой каналам красного и синего цвета. Определение происходит следующим образом: синий краситель не отвечает на содержание кислорода, интенсивность его окраски всегда остается постоянной, интенсивность окраски красного красителя падает при понижении содержания кислорода, соответственно из-за смешения двух цветов цвет ткани проходит все оттенки от синего до фиолетового. Другие существующие колориметрические сенсоры на кислород обладают рядом недостатков: для их работы требуются специальные лампы для возбуждения и оптические фильтры; неоднородное распределение красителя в образце может вызывать ошибки определения; эти сенсоры сложны в эксплуатации, отличаются невысоким уровнем люминесценции, часто при их работе могут выделяться токсичные вещества. Новая же сенсорная система, по словам Чена, успешно решает все эти проблемы...»
«Создана суперэластичная электронная кожа», сообщает 25 октября www.membrana.ru. « Образец новой кожи оснащён решёткой электродов размерностью 8 х 8 и потому способен строить картинку распределения давления с разрешением в 64 пикселя. Однако в перспективе плотность упаковки контактов можно будет поднять. Необычный сенсор можно растягивать более чем вдвое от первоначальной длины в любом направлении. После снятия нагрузки он вернётся в исходное состояние без складок и повреждений, не потеряв способность чувствовать прикосновения. Перспективное покрытие для рук и туловищ роботов создали профессор Чжэнань Бао (Zhenan Bao) и её команда из Стэнфорда, известные по разлагаемой в теле человека электронике и электронной коже, впервые почувствовавшей прикосновение бабочки. Нынешняя разработка группы Бао не столь чувствительна, как предыдущая модель, зато способна не только изгибаться, но и растягиваться. При этом она ещё и прозрачная. Состоит новая кожа для роботов из трёх полимерных слоёв (использованы вариации силикона). Два внешних слоя — чуть более твёрдые (из полидиметилсилоксана), средний – более мягкий (полимер Ecoflex). Этот бутерброд способен накапливать электрические заряды, причём количество хранимых зарядов напрямую зависит от степени деформации среднего слоя. Непрерывно измеряя свойства такого гибкого конденсатора, электроника и оценивает силу нажатия в той или иной точке. Ключом к новой коже стали два слоя очень тонких и эластичных электродов, расположенных между парой внешних и внутренним слоями полимеров. Эти электроды формируют измерительную сетку. Электроды с нужными свойствами учёные смастерили из одностенных углеродных нанотрубок, причём заставили нанотрубки сложиться в форме крошечных пружинок. Они способны растягиваться и изгибаться в широких пределах без нарушения своей целостности и без изменения уровня проводимости. Чтобы добиться такого эффекта, группа учёных распылила жидкую суспензию нанотрубок на тонкий слой силикона, который затем был довольно сильно растянут последовательно в двух перпендикулярных направлениях. Первоначально нанотрубки располагались на поверхности полимера хаотично, создавая комки. Но при растяжении плёнки некоторые из наноразмерных комков вытягивались вдоль линии растяжения. А при освобождении силикона его возврат к исходной форме заставлял эти вытянутые конгломераты молекул углерода скручиваться в подобие пружинок. Впоследствии такие пружинки уже позволяли растягивать себя многократно без нарушения установившейся формы. Создатели новой «кожи» утверждают, что, модифицировав сетку электродов, можно существенно повысить чувствительность датчика — до уровня прошлого варианта. Того самого, что ощущал на себе бабочек. Но зато уже сейчас новый эластичный сенсор может похвастать необычайно широким диапазоном измеряемых усилий: «От сдавливания между большим и указательным пальцами до вдвое большего давления, чем развивающееся, когда слон стоит на одной ноге», — говорит один из участников работы Даррен Липоми (Darren Lipomi)».
«Вещи из самоочищающейся ткани больше не будут требовать стирки», утверждает 14 октября www.nanonewsnet.ru. «Представьте себе, какие перспективы есть у тканей, которая может самостоятельно очиститься в случае загрязнения и, при этом, совершенно без участия человека. Самоочищающееся нижнее белье, самоочищающаяся рабочая одежда, детская одежда и т.п. Это звучит несколько фантастически, но это стало возможным благодаря изобретению химического соединения, называемого 2-антрахиноном карбоновой кислоты (2-anthraquinone carboxylic acid, 2-ACQ). Вещество 2-ACQ образует достаточно сильную связь с целлюлозой, из которой состоит хлопковая ткань, таким образом, соединение не удаляется даже при сильной стирке. Когда этот состав освещается светом, он служит своего рода сильным катализатором для реакций, вырабатывающих перекись водорода, радикалы гидроксила и другие весьма активные с химической точки зрения вещества. Эти вещества воздействуют на бактерии и микроорганизмы, а органические соединения, равно как и некоторые токсичные неорганические соединения, под воздействием этих химически активных веществ попросту распадаются, оставляя ткань в чистом виде. Этот состав был разработан командой исследователей из Калифорнийского университета в Дэвисе. Нинг Луи (Ning Liu), ученые, который придумал метод создания самоочищающихся тканей с помощью соединения 2-ACQ, объясняет: «У новой самоочищающейся ткани есть широкая область применения в области биологической и химической защиты, в области здравоохранения, в пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и в армии». Конечно, до момента появления самоочищающихся вещей, если он когда-нибудь наступит, пройдет еще некоторое время. Ведь ученым еще предстоит выяснить, как именно будут влиять вырабатываемые тканью химически активные вещества на кожу живых организмов, и не приведет ли это к возникновению заболеваний».
В разделе ТРАНСПОРТ мы поплаваем в море, взлетим в воздух и поднимемся в космос. «Японцы построят крупнейшие суда на воздушных пузырьках», пишет 25 октября www.membrana.ru. « Вероятно, воздушная смазка на тяжёлых судах не нашла широкого применения просто из-за того, что никому не удавалось довести её до ума, проработать оптимальную подачу воздуха и взаимодействие его с корпусом судна…В новой серии сухогрузов будет применена самая последняя версия технологии воздушной смазки, снижающей силу сопротивления движению судна. Компания Mitsubishi Heavy Industries разработала новый балкер, который должен выбрасывать примерно на 25% меньше CO2 по сравнению с обычным усреднённым судном такого типа. Главная изюминка проекта – «система воздушной смазки» (Mitsubishi Air Lubrication System — MALS), работа над которой началась ещё в 2000 году. Она состоит из нескольких компрессоров и набора труб, измерительных приборов и клапанов, которые подводят воздух к десяткам точек под днищем судна. Пелена из многочисленных пузырьков, производимая этой системой, снижает трение о воду. Это, конечно, далеко не судно на воздушной подушке, и не скеговый аппарат, но такое судно способно заметно экономить топливо. При этом затраты на работу компрессоров тут сравнительно невелики. Идея воздушной смазки днища корабля возникла более ста лет назад, но до сих пор она применялась редко и, как правило, на небольших судах. Но вот в 2010 году Mitsubishi Heavy Industries создала грузовое судно Yamatai, оснащённое системой MALS. На ходовых испытаниях этот 153-метровый аппарат показал, что пузырьки воздуха позволяют экономить 10% горючего (даже с учётом расхода энергии на работу воздушного компрессора). Грузоподъёмность Yamatai составляет 6 тысяч тонн, ширина – 38 м, длина – 152,62 м, осадка – 9 м. Новый «пузырьковый» сухогруз, а точнее, это будет перевозчик зерна, окажется существенно крупнее: в длину он должен насчитывать 237 метров, в ширину — 40 м, осадка составит 12,5 м, а дедвейт — 95 тысяч тонн (проект показан на рисунке под заголовком). Помимо внедрения системы MALS в этой модели пересмотрена форма носа в целях уменьшения волнового сопротивления, а ещё использована новая конфигурация задней части — в ней винты стоят после рулей…»
«Новый робот-таракан умеет подниматься по ткани», сообщает www.membrana.ru. «Маленькая и лёгкая, эта электромеханическая многоножка так шустро забирается с пола на диван, что кажется, будто материализовался робот-таракан из ночных кошмаров. Машинку по имени CLASH построили специалисты Калифорнийского университета в Беркли (Biomimetic Millisystems Lab).
При длине тела около 10 см и весе всего в 15 граммов робот совершает восхождение по ткани со скоростью до 24 сантиметров в секунду. Благодаря простой, но изящной конструкции с пассивным механизмом робот делает 34 шага в секунду, вцепляясь в поверхность крохотными коготками. При этом батарея и электроника размещена «на борту» машинки – в хвостовой части, для лучшего баланса.
«В лаборатории Принстонского университета создан крошечный прототип ковра-самолета», информирует 11 октября www.nanonewsnet.ru. «…Конечно, прототип изготовлен не из ковровой ткани, как полагается настоящему ковру-самолету из детских сказок, это десятисантиметровый лист пластика, который, тем не менее, обладает фантастическими возможностями. Этот «ковер-самолет», который является детищем студента Принстонского университета Ноа Джеффериса (Noah Jafferis), весь пронизан сложнейшей системой токопроводящих волокон и электрических датчиков. Электрические и магнитные поля, возникающие при движении импульсов тока специальной формы по проводникам, взаимодействуют с воздухом, что обуславливает появление воздушного фронта в виде «ряби». Эти фронты или воздушные волны движутся от цента к краям пластиковой пластины и поднимают ее в воздух. Небольшие изменения в направлении распространении воздушных фронтов, которые реализуются с помощью электрического управления, позволяют пластине двигаться в горизонтальной плоскости с небольшой скоростью, около одного сантиметра в секунду. Стоит отметить, что идея столь необычной двигательной системы не принадлежит самому Джефферису, он вычитал эту идею в публикации профессора Мэхэдевэна из Гарвардского университета, в которой описывались теоретические основы этой идеи. Идея настолько впала в душу Ноа Джеффериса, что он незамедлительно отправился в лабораторию и начал ее воплощение в реальности. И вот, после двух лет упорного труда, родился опытный образец ковра-самолета. Созданный ковер-самолет не использует отталкивающиеся магнитные поля, антигравитацию и другие научно-фантастические приемы. Его принцип работы весьма напоминает судно на воздушной подушке, но разница заключается в том, что у ковра самолета совсем нет никаких движущихся механических частей и узлов, которые могут сломаться или забиться грязью. Но, приняв во внимание существующие материалы и технологии, была сделана оценка, что для того, что бы поднять в воздух одного человека потребуется ковер-самолет с «размахом крыла» в 50 метров. Но команда исследователей уже рассматривает принципы движения крыльев скатов манта, применение которых должно увеличить эффективность движения ковра-самолета. Так же идут работы по интеграции в поверхность фотогальванических элементов, которые будут поставлять дополнительную энергию, что позволит уменьшить вес аккумуляторных батарей».
«Придуман новый способ возвращения потерянных космонавтов», пишет 19 октября www.membrana.ru. «Инженер из Японии придумал способ и разрабатывает прототип устройства для возвращения космонавта к кораблю, от которого он может уплыть из-за какой-либо ошибки. Джон Синко (John E. Sinko), ныне работающий в университете Огайо (Ohio State University at Newark), предложил использовать для этих целей упрощённое подобие маневровых реактивных двигателей, которые позволяли бы возвращать потерянного члена экипажа, воздействуя на него извне. Идея персонального «транспортного средства» пришла к Джону в прошлом году, когда он работал над системой, помогающей удалить космический мусор с орбиты при помощи лазеров. Синко тогда предложил вешать на космические аппараты контейнеры с двумя типами твёрдого топлива, каждое из которых реагировало бы на лазер определённой длины волны, под его воздействием испарялось и создавало тягу в определённом направлении. Два типа нужны, чтобы корабль можно было не только разгонять, но и притормаживать (двигатели толкают аппарат в противоположных направлениях). Теперь Синко предполагает, что устройство можно уменьшить и приладить на скафандр космонавта, только для этого нужно добавить трубку, отводящую поток второго вещества в сторону, противоположную направлению, в котором толкает человека первое вещество. (Первое топливо прозрачно для лазера с длиной волны, предназначенной для второго типа.) Джон подсчитал, что луч углекислотного лазера, падающий на килограммовый микродвигатель в течение 200 секунд, способен разогнать человека до одного метра в секунду. То есть система вполне работоспособна, надо лишь опасаться слишком сильного разгона, чтобы космонавт не ударился о корпус корабля. Своеобразными двигателями можно оснастить даже сумки с инструментами. Отметим, что существующие методы спасения (выбрасываемые страховочные тросы и индивидуальные реактивные ранцы) не работают на расстоянии более 100 метров, либо не позволяют космонавту добраться до станции, если он находится без сознания. Предложенная Синко система может».
«Готовятся испытания новой системы электрической двигательной установки для космических кораблей», сообщает 13 октября www.nanonewsnet.ru. «Электрические системы реактивной тяги (electric propulsion, EP) широко используются на космических аппаратах и успешно конкурируют с реактивными двигателями, использующими химическую энергию. Но до сих пор стоимость использования EP-систем чрезвычайно высока. Команда ученых из Института физики плазмы (Institute of Plasma Physics and Laser Microfusion) в Варшаве заявили о том, что ими была разработана схема электрической двигательной установки для космических аппаратов, которая позволит резко сократить расходы за счет использования нового вида реактивного топлива. Системы EP используются для реализации систем ориентации в пространстве, для двигателей, поддерживающих космические аппараты на заданной орбите и в некоторых случаях – в качестве основной двигательной системы космических кораблей, а основным рабочим веществом современных EP-двигатей является ксенон. Команда из Вашавы создала двигатель на основе эффекта Холла, способный работать, используя в качестве топлива криптон, намного более распространенный и более дешевый инертный газ. Реактивные двигатели, использующие химическую энергию, незаменимы в случае вывода в космос полезных грузов. Тяга, создаваемая такими двигателями в результате сгорания топлива, весьма велика, но время работы таких двигателей ограничено по времени секундами и минутами. В открытом космосе, где нет гравитации и воздуха, сопротивление которого требуется преодолевать, технологии двигателей, обеспечивающих намного меньшую тягу, но работающих в течение многих месяцев и лет, имеют большее преимущество, чем обычные реактивные двигатели. Реактивные двигатели на основе эффекта Холла преобразуют топливо, в качестве которого выступает инертный газ, в плазму. Полученная плазма разгоняется до высокой скорости за счет электрического поля, обычно получаемой за счет энергии от солнечных батарей, и выбрасывается из двигателя наружу. Это позволяет получить небольшую тягу, но в течение весьма длительного времени. Ксенон, используемый обычно в качестве топлива для ионных двигателей, весьма редок и поэтому дорог. Использование криптона позволяет снизить затраты на эксплуатирование двигателей в десятки раз. Помимо этого, за счет того, что атомы криптона меньше атомов ксенона, на процесс ионизации газа, т.е. получении плазмы, требуется меньшая энергия. Прототип нового двигателя является достаточно компактным устройством, он весит всего 5 килограмм и преобразует в тягу мощность, равную 500 Ваттам. В качестве примера для сравнения можно привести, что лунный зонд SMART-1 был оснащен ксеноновым двигателем, мощностью два киловатта, чего хватило на разгон космического аппарата до скорости 3.6 км/с. В настоящее время польские исследователи проверяют работоспособность нового двигателя в условиях вакуума. Если все испытания пройдут успешно, то последует дальнейшая оптимизация конструкции двигателя, увеличение его характеристик, после чего такой двигатель может быть успешно применен в качестве основного двигателя малых космических аппаратов...»
Окончание следует
