Юный техник, 2006 № 12 - Журнал «Юный техник»

По словам одного из авторов модели, Джонатана Орну, эта модель дает вероятный ответ на вопрос о том, почему ветры на Юпитере столь неизменны веками.

Если на Земле каждому времени года свойственны свои ветры, то на Юпитере может меняться структура облаков, но общие характеристики воздушных потоков постоянны, пояснил профессор Орну.

Это постоянство юпитерианских суперветров ученые объясняют так. Сама планета-гигант, как известно, состоит в основном из газов — метана и водорода. Причем, как полагают ученые, даже глубоко в недрах планеты эти газы могут быть сжаты лишь до жидкого состояния. И лишь в самом центре, возможно, есть твердое ядро из тех же газов, но сжатых давлением в 2 млн. атмосфер до металлического состояния.

При этом в быстро вращающейся жидкой оболочке планеты, как в кипящем котле, возникает конвекция, поясняют ученые. А поскольку радиус Юпитера в 11 раз превышает радиус Земли, можно с полным основанием предположить, что из его недр исходит огромное количество тепла. Оно, по подсчетам физиков, сопоставимо с той тепловой энергией, что планета получает от Солнца. Под воздействием этого тепла часть газов и вырывается наружу, словно из перегретого котла, создавая сильнейшие воздушные течения.

К сказанному остается добавить, что подобная модель Юпитера уже далеко не первая. Время от времени она меняется — по мере поступления новых данных от межпланетных зондов, исследующих планету-гигант.

С. НИКОЛАЕВ

Роботы-шпионы в стане тараканов

Досконально изучить мир тараканов! Такое задание получила от ученых группа роботов-шпионов, направленная в живущий по своим законам стан насекомых.

Исследователи из Свободного университета г. Брюсселя не стали маскировать робот «Инсбот» под внешность таракана. Робот-шпион — это небольшая квадратная коробочка зеленого цвета, передвигающаяся на колесиках. Однако тараканы не только принимают его за своего, но даже глубоко уважают, «приглашая в начальники».

Такого достижения ученым удалось добиться путем целого ряда хитростей. В частности, роботы снабжены химическим «прикрытием» — на их корпуса нанесены особые вещества — феромоны, придающие запах настоящего таракана. Кроме того, сойти за своего роботу помогает современный микропроцессор, который, как сообщили ученые, удалось обучить «тараканьему языку» и всем известным науке повадкам этих не в меру хитрых и ловких существ.

Что же касается внешней формы робота, то, как оказалось, она не имеет для тараканов особого значения. В то же время крайне важной для робота оказалась способность занимать правильную позицию в пространстве относительно других насекомых — это является определенным кодом общения. Поэтому для ориентации «Инсбот» оснащен инфракрасной мини-телекамерой.

Однако чего не знаешь сам, тому не научишь другого…

Вот и пришлось исследователям для начала несколько месяцев самим во всех деталях изучать поведение группы насекомых. А уж затем создать математическую модель их сообщества и, наконец, кибера, способного выбиться в начальники тараканьего стада.

Благодаря кропотливому труду исследователей, робот-провокатор теперь не только понимает «язык» тараканов; он способен общаться с ними и даже самообучаться по ходу дела. Дело в том, что тараканы, так же как муравьи или пчелы, являются групповыми существами. Их популяция, как правило, принимает коллективные решения на основе общения между особями.

На «общих собраниях», например, выбирается место для поселения.

Именно для того, чтобы вмешиваться в принятие таких решений, и были созданы роботы «Инсбот». Став вожаком, такой робот может заставить все сообщество покинуть ваш дом и найти себе пристанище где-нибудь в другом месте. Причем ученые подчеркивают, что не намерены истреблять тараканов таким способом. Просто каждому живому существу должно быть определено свое место на планете.

Новых роботов ученые уже опробовали не только на небольшом лабораторном полигоне, но и в реальных условиях тараканьей колонии. В этом эксперименте были использованы несколько роботов «Инсбот», которые сумели навязать тараканам свой вариант решения вопроса о «месте проживания». Несмотря на известное стремление тараканов к темноте, роботы «подтолкнули» их поселиться в более освещенном месте.

Следующими живыми существами, к которым исследователи намерены подослать роботов-лазутчиков, станут птицы и млекопитающие.

СОЗДАНО В РОССИИ

Отходы в доходы

С каждым годом все возрастает беспокойство специалистов по поводу истощения запасов угля, нефти и газа в недрах Земли. Между тем, топливо буквально валяется у нас под ногами. Вот какую интересную разработку для его использования осуществили недавно специалисты Всероссийского НИИ электрификации сельского хозяйства.

По мнению заведующего отделом НИИ, заслуженного энергетика России, кандидата технических наук Николая Федоровича Молоснова, к таким «бросовым» видам топлива относятся не только бурый уголь, сланцы, торф, но и растительная биомасса — опилки, щепки, кора, а также остатки ботвы, пищевые и бытовые отходы…

Только не нужно сжигать все это на кострах или в обычных печках. Как показывает опыт, дыма при этом бывает много, а толку — мало. Исходное сырье лучше переработать в топливо методом быстрого пиролиза…

Пиролиз, напомним, это переработка органических веществ нагревом до высоких температур без доступа воздуха. Быстрый же пиролиз заключается в скоростном нагреве вещества до высоких температур; КПД процесса при этом намного повышается.

Стоит, наверное, сказать, что сам по себе пиролиз известен человечеству уже многие тысячелетия. Классическим примером процесса является получение из дров древесного угля, который потом шел на выплавление из железной руды первых образцов металла.

Принципиальная схема установки для получения жидкого и газообразного топлива.

Измельченное древесное сырье 1 очищается от примесей и загружается в приемный бункер 2. Оттуда с помощью шнекового транспортера-дозатора 3, установленного внутри камеры предварительного нагрева и удаления влаги, сырье подается в реактор пиролиза 5. Образовавшийся в камере удаления влаги пар может быть использован для отопления или направлен в теплообменник 4.

В реакторе пиролиза происходит термическое разложение органической древесной массы с образованием преимущественно газифицированной фракции. Не пришедшие в газообразное состояние продукты пиролиза выводятся из реактора с помощью транспортного устройства 7 в сборник твердого остатка 8. Газифицированные же продукты пиролиза древесины, пройдя через камеру очистки 6, поступают в конденсатор 9, где разделяются на жидкую и газообразную фракции. Сконденсированный жидкий продукт накапливается в приемнике 11. Газообразные продукты, пройдя блок очистки газа 10, подаются на сжигание в дизель-генераторную установку 12.

Дизельный агрегат работает на комбинированном топливе в газодизельном режиме, одновременно потребляя пиролизный газ и дизельное топливо с добавлением до 20 % пиролизной жидкости, поступающей из смесителя 13.

Однако сотрудники ВНИИ электрификации сельского хозяйства смогли дать этой древней технологии вторую жизнь. Они выявили параметры процесса быстрого пиролиза, которые позволяют получить максимальную пользу от каждого вида сырья. А также разработали схему установки (см. рис.), которая позволяет производить такую переработку в автоматизированном режиме. В итоге получается лишь небольшое количество неорганических компонентов, объем которых намного меньше, чем первоначальных отходов.

Получаемое в результате пиролиза высококалорийное газовое и жидкое топливо — его теплотворная способность 5500 ккал/кг — может быть использовано в котлах ТЭЦ и иных промышленных установок мощностью от 10 кВт до 10 МВт. И даже как моторное топливо в двигателях внутреннего сгорания. Причем затраты энергии на работу самой установки пиролиза составляют 5 — 12 % от энергии производимого топлива.

Первая экспериментальная установка для получения жидкого и газообразного топлива из древесных отходов позволяла перерабатывать до 1 т отходов в сутки. Анализ продуктов пиролиза, проведенный в химлабораториях Всероссийского института минерального сырья и Всероссийского научного института топлива и нефти, показал, что полученное жидкое топливо по химическому составу и другим показателям ничуть не хуже мазута, который обычно получают из нефти.