Пищевая пленка с экстрактом манго защитит продукты от порчи
Обычные пищевые пленки для продуктов позволяют уберечь пищу от загрязнения, а также в течение ограниченного времени защищают их от порчи. Однако в последнее время все чаще ученые показывают, что упаковки может выполнять свою функцию лучше. Их идея заключается в том, чтобы пищевая пленка активно поддерживала свежесть продукта, могло бы снизить необходимость использования химических добавок с этой же функцией. Подобные материалы называют биоактивными, и ожидается, что они могут препятствовать размножению патогенных организмов, а соответственно и порче. Они также могут стать удачной альтернативой пластиковым упаковкам, которые наносят вред окружающей среде, поскольку часто изготавливаются из природного сырья. О подобной разработке сообщили в новой работе ученые Кадисського университета в Испании и Университета Авейру в Португалии.
Ученые использовали отходы в виде остатков листьев манго, экстракт которого обладает антимикробными свойствами, и наноцелюлозу из переработанной бумаги, которая служит основой полимерной пленки, чтобы создать новые антимикробные упаковки. Для этого они проверили две технологии изготовления полимерных пленок. Типичным способом является растворение компонентов в растворителе, который впоследствии удаляют. Альтернативой ему является использование сверхкритических растворителей, которые ведут себя одновременно как жидкость и газ.
Поэтому в первом случае ученые сначала растворили экстракт листьев манго и наноцелюлозу в химическом растворителе, а затем поочередно полимеризовали и высушивали раствор при температуре 45% Цельсия. Во втором случае ученые использовали пропитку сверхкритичным CO2, благодаря чему экстракт листьев манго лучше проникал в структуру наноцелюлозы, достигая в ней высокой концентрации активных веществ. Следующим этапом стало сравнение антимикробных свойств двух пленок, полученных различными способами.
Биопленки испытали на эффективность против размножения двух важных патогенов, встречающихся в пищевых продуктах: золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus) и кишечной палочки (Escherichia coli).
Результаты указывают, что экстракт манго успешно препятствует распространению обоих видов микроорганизмов, проявляет антиоксидантные свойства, а кроме этого усиливает барьерную функцию пленок от ультрафиолетового света, также ускоряет порчу продуктов.
В последующих работах команда ученых планирует проверить эффективность их изобретения в опытах с использованием пищевых продуктов, упакованных в их пленку с экстрактом мангового листьев.
Надкрылья улучшили аэродинамику дрона и перевернули его после падения
Пока дроны демонстрируют чрезвычайный потенциал в различных сферах от переноса грузов к поиску метеоритов и полетов на Марсе, они до сих пор остаются не слишком самостоятельными устройствами. Они склонны к опрокидыванию, которое делает их недееспособными и часто требует помощи человека, чтобы снова взлететь. Поэтому дронам и летательным устройствам вообще было бы полезно научиться самостоятельно подниматься после падения и взлетать. Инженеры уже давно занимаются этим вопросом, а потому в беспилотников периодически появляются ножки, выступления, гусеничные ленты и даже что-то похожее на крылья, с целью помочь им приобрести большей самостоятельности в работе. Впрочем, эти механизмы обычно добавляют веса и механической сложности, что значительно снижает производительность. В отличие от божьих коровок, которым их надкрылья (те что в крапинку) только добавляют подъемной силы при полете и возможность самовосстановиться сразу после падения на землю. Застряв на спине, солнышка используют свои надкрылья, чтобы стабилизировать себя, а потом толкаются ножками или теми же крыльями, чтобы наклониться, перевернуться и продолжить полет.
Поскольку дроны летают и без крыльев, то и три степени свободы, необходимые насекомым для облегчения взмахов и сборки, им не нужны. Поэтому ученые, моделируя будущие крылья для дрона (их создали по масштабу структуры надкрыльев солнышка), и облегчили конструкцию. Искусственные надкрылья сделали из гибридного углеродного волокна и композитной ткани кевлара, и прикрепили с помощью двух сервоприводов, позволяющих отводить их назад и наклонять вперед на 180 градусов. Так дрон переворачивается, если сначала вернуть крылья назад, а затем наклонить их вперед. А поскольку надкрылья создают и дополнительную подъемную силу во время полета, вес конструкции компенсируется создаваемой ими силой для полета. Но поскольку крутящий момент, создаваемый надкрыльями на земле, непосредственно связан с величиной приложенной силы, длина надкрылья играет решающую роль в маневре для самовосстановления. Поэтому и в экспериментах выяснилось, что надкрылья с большим размахом обеспечивают более быстрое самовосстановление, чем надкрылья с меньшим размахом, но без заметной разницы в аэродинамических характеристиках. И нет необходимости пренебрегать самообновлением после падения ради аэродинамики и наоборот.
Исследователи создали и протестировали искусственные надкрылья различной длины (11, 14 и 17 сантиметров), чтобы определить наиболее эффективную комбинацию для самовосстановления дрона. Эксперименты показали, что, короткие крылья размахом 11 и 14 сантиметров не позволяют дрона самостоятельно выпрямиться. Хотя средняя длина была на 83% более успешной. Однако, надкрылья размером 17 сантиметров были на 100% успешными независимо от крутящего момента. С ними и решили запускать дрон на тротуар, песчаный грунт, мелкий песок, камни и траву. Так он без проблем поднялся на всех участках кроме травы и мелкого песка, для которых, по мнению ученых, необходимо оптимизировать конструкцию. Летные испытания заключались в том, чтобы сначала сбросить дрон на землю так, чтобы он приземлился в перевернутом положении. При ударе надкрылья поглощали посадочные нагрузки и останавливали дрон. Затем инженеры вручную запускали функцию самовосстановления, которая за пять секунд запускала отклонения надкрыльев и переворачивала дрон. Затем оператор снова включал мотор и дрон продолжал полет.
По словам исследователей, подобные системы, как-то карданные опоры, ножки или удлиненные механизмы выступления, хотя и имеют аналогичный вес, демонстрируют примерно на 7% выше сопротивление во время полета, при этом никак не влияя на подъемную силу. В зависимости от требуемых аэродинамических характеристик можно использовать геометрию надкрылья с различными уровнями выпуклости или формы аэродинамического профиля. Тем более, что предложенная здесь конструкция подойдет для любых дронов и даже наземных и морских роботов, которым также требуется способность к самовосстановлению, учитывая, что она не требует сложных конструкционных материалов.
Кстати это не первый дрон, которого пытаются защитить крыльями. Например, дрон с крыльями жука-носорога, хоть и не умеет подниматься после падения, может просто не падать после столкновений — крылья стабилизируют его. А рыбы-ежи вдохновили инженеров на создание «подушки безопасности» для дрона, чтобы защитить от ударов и его, и то, с чем он столкнулся.
Рой маленьких роботов убрал с арены мусор и открыл двери
Своих похожих на тараканов роботов ученые заставили действовать вместе, объединив металлической проволокой, в будущем предлагают подселять к ним управляемых внешне «лидеров». Свои эксперименты над работами исследователи описали в Science Robotics Для того, чтобы заставить роботов роиться и действовать вместе, им нужны минимальные навыки — способность двигаться и, возможно, разворачиваться. В рой инженеры предлагают объединять самые разные виды роботов: от движущихся вибрирующих ботов и активных частиц с встроенной функцией передвижения в сложных полиморфных или светочувствительных роботов. В своей работе исследователи решили понаблюдать за пластиковыми небольшими (размером с таракана 4,5 на 1,5 сантиметра) работами, которые движутся с помощью вибрации и не имеют заранее запрограммированных маршрутов. После нескольких циклов вибраций на частотах от 150 до 60 герц, те начинают прямо двигаться со скоростью от 20 до 30 сантиметров в секунду. Ученые покрасили их в разные цвета, чтобы потом описать их движение и заточили в гибкий каркас из проволоки, чтобы объединить их в рой. Благодаря своей гибкости они позволят работам вместе преодолевать препятствия, а тем временем инженеры исследовать возможности такой активной материи.
В общем это и является основной целью экспериментов, ведь несмотря на ряд исследований движения простейших роботов и их самоорганизация в ограниченном пространстве, фундаментальная проблема предусмотреть макроскопические свойства системы.
Гибкие каркасы различных размеров (обычно длиной в несколько десятков сантиметров) из тонких металлических полос заполняли 20−30 работами и запускали в лабиринт с различными препятствиями, как-то простые перепонки, двери и даже «мусор», который работы должны рассортировать по углам арены. Работы имели два состояния: неупорядоченный хаотичный бег в центре каркаса и упорядоченный вблизи его стенок. При чем во втором случае, от которого в целом и зависело движение роя, они могли располагаться параллельно или перпендикулярно стенкам.
Однако, если увеличить количество захваченных проволокой роботов, они начинали образовывать кластеры, где отдельные особи начинали располагаться перпендикулярно поверхности каркаса, и тем самым перемещать всю конструкцию. Кластеры были достаточно стабильными, хотя время от времени теряли или набирали новых роботов в команду. Они периодически дрейфовали вдоль границы в направлении против часовой стрелки через небольшое смещение траектории отдельных роботов, которые имели тенденцию к бегу по кругу. Вся динамика системы зависела от самоорганизации роботов, исследователи никоим образом не приобщались к процессу, кроме как с камерой. Подвижность своей конструкции они объяснили способностью роботов выстраиваться параллельно друг другу и перпендикулярно к стенкам каркаса. Такое выравнивание — полярный порядок — вызывало появление силы, действующей перпендикулярно стенкам каркаса, и заставляло рой вообще двигаться в направлении этого выравнивания. Поэтому мобильность роботов целиком лежала на их ножках, а образованный ими полярный порядок стал основной движущей силой передвижения.
По словам ученых, первым шагом к автономности является способность решать простые задачи. Поэтому сначала конструкции пустили преодолевать узкие переходы в лабиринте, чтобы посмотреть, поможет самоорганизованность работам двигаться, а не застыть на месте. Так среднее время, которое рой тратил на преодоление одного узкого прохода на арене, зависел только от геометрии конструкции — потраченное время почти линейно увеличивается с увеличением длины сужения при фиксированной его ширины. Впоследствии ученые выяснили, что высокая самоорганизованность роя позволяет им проходить через гибкие двери, то есть прикладывать силу, а также тянуть грузы до половины своего веса. И конечно они все это делали гораздо эффективнее отдельных роботов. Также исследователи запустили на арену два роя роботов, чтобы посмотреть, как те справятся с уборкой арены. Интересно, что одна из конструкций оказалась быстрее и эффективнее, и со временем начала выталкивать из арены вторую конструкцию своих родственников.
Впрочем, все эти возможности организованных роботов можно еще улучшить, если наделить их внешним управлением. Так инженеры предлагают «подкинуть» в рой одного управляемого внешнего работа (например, светочувствительного или с дополнительным двигателем) и сделать его лидером роя, который будет побуждать других организовываться определенным образом. Лидеров можно будет использовать для управления динамикой сбора роботов, а также для различного характера кластеризации, чтобы, например, одни крутились по часовой стрелке, а другие — против. Тем более, что именно столкновения роботов заставляют их собираться в кластеры, робот-лидер станет простым и дешевым способом останавливать рой, стимулировать его движение, или, наоборот, запускать только отдельных особей.
Рои роботов способны выполнять множество полезных функций: от рисования красками на холсте к поиску источника утечки газа. Организуют их также по-разному: кому-то нужен лучше обученный ориентированный в пространстве лидер, а какому-то для роя будет достаточно светодиодного света,
Ученые измерили погрешности цифровых секундомеров. Иногда это 0,09 секунды
Это проблема ошибки чисел с плавающей точкой, которая в 647 заплывах привела к значительной погрешности в результате округления. Озабоченностью оценки времени во время спортивных соревнований и физических экспериментах ученые поделились в American Journal of Physics. Время есть невосполнимый ресурс, который мы все постоянно считаем. А для спортсменов тем более не существует понятия «плюс-минус пять минут» — им очень важено точное время. Главной составляющей любого измерительного устройства является осциллятор — предмет, который колеблется с определенной частотой (чем меньше она отклоняется от заданного значения, тем точнее часы). Современные часы, в том числе и секундомеры для спортсменов, работаю на кварцевых кристаллах. Кварц является идеальным резонатором, который колеблется с четко определенной частотой и тем самым обеспечивает исключительную точность.
Так часы измеряют время, считая предполагаемые колебания кварцевого кристалла. А окончательный счет превратится в привычные нам секунды с десятичными знаками в формате числа с плавающей точкой. В своей работе математики Дэвид Фаукс и Джанет Годолфин (David A. Faux and Janet Godolphin) изучили доступный им объем данных о гонках, чтобы попытаться найти систематическую ошибку округления и разоблачить секундомеры в неточности. По расчетам ученые обратились к плаванию — идеального, по их мнению, спорта для сбора больших объемов данных, ибо одно трехчасовое соревнования обычно дает 300−400 результатов, которые можно получить в открытом доступе. Поэтому исследователи собрали результаты 647 заплывов с секундомером и попытались проанализировать частоту появления отображаемых конкретных цифр на секундомере судей.
Фаукс и Годолфин сосредоточились на двух последних отображаемых цифрах (десятая и сотая секунды) и посмотрели, есть ли какие-то «популярные» значения по сравнению с другими. Типичное время заплыва на дистанции до 100 метров колеблется от 28 до 120 секунд, в зависимости от вида спорта и возраста участников. Так ученые получили набор из 3014615 смоделированных часов, где в среднем каждая пара цифр должна появляться с вероятностью 1%. Результаты их поразили: три пары цифр, а именно 00, 50 и 75, составляют более одной восьмой результатов. Причем вместе с тем есть восемь пар цифр, которые ни разу не попадались на секундомер.
Ученые дополнительно оценили свои результаты по критерию согласованности Пирсона, что позволяет оценить статистическую значимость различий двух или более относительных показателей. Так по гипотезе, каждая сотая на секундомере должна оказаться на дисплее, ожидаемое значение критерия составляет 99, а то, что будет превышать 125, будет указывать на то, что данные значительно отклоняются от гипотезы о равенстве измеренных хронометристом значений. Однако тест показал значение 740, что примерно на 45 стандартных отклонений превышает ожидаемое значение и указывает на статистическую невозможность того, что каждая сотоя измеренная секундомером, имеет равную вероятность. Некоторые пары десятых и сотых появлялись всего 6873 раза, тогда как другие встречались все 81606 раз.
Дело не в том, что часы могут неправильно взаимодействовать с кварцевым кристаллом, или сам кристалл вдруг изменил периодичность своих колебаний. Хотя устройства точно регистрируют время внутри, как механизм, они делают ошибки при преобразовании необработанных данных в значение, легких для чтения человеком. Числа, после приведения в десятичний вид, содержат как правильные цифры, так и «хвосты» из неправильных. Эти «хвосты» и является источником ложых вычислений. Число с плавающей запятой само по себе является точным, но для ограниченного дисплеем устройства его может оказаться много. Прежде всего, эти ошибки округления происходят из-за того, что бесконечность всех действительных чисел невозможно представить в условиях ограниченности памяти устройств, поэтому получаемые нами на дисплеях числа есть только приближениями к реальным значениям.
Так математики пришли к выводу, что это вызывает ошибки округления. Причем компьютерная модель секундомера с тремя миллионами симуляций не указала на подобную ошибку. Фаукс и Годолфин считают, что такая проблема может коснуться широкого спектра устройств от множества производителей, ведь алгоритм преобразования используемых чисел с плавающей точкой является отраслевым стандартом — IEEE 754. Математики видят решение проблемы в изменении таблиц переформатирования полученных значений, чтобы алгоритмы могли лучше превращать количество колебаний кварцевого кристалла в соответствующее время в секундах.
По их словам, полученное с помощью секундомеров время, то ли в спорте, то ли в результате лабораторных физических экспериментов, имеет ошибку округления, аналогичную по размерам к неопределенности, связанной с реакцией человека. Не важно, как точно вы можете нажать «старт» и «стоп», если секундомер уже решил все за вас. В статье ученые вспоминают противоречивый заплыв на 100 метров баттерфляем на Олимпийских играх 2008 года в Пекине. Тогда победу одержал Майкл Фелпс, обойдя своего соперника Милорада всего на 0,01 секунды. «Мы подчеркиваем, что у нас нет доказательств того, что подобные временные аномалии имели место в этих соревнованиях. А также мы не уверены даже что они существуют в электронных системах хронометража, используемых на спортивных соревнованиях высокого уровня, где ошибка округления может быть исправлена », — отмечают исследователи в своей статье.
Впрочем, затем они предоставляют результаты гонки двух пловцов — «А» и «Б». Так за время заплыва первого произошло 1660659 кварцевых колебаний, а следовательно «истинное» время — 50.6800 секунды. У второго колебаний произошло 1657710, поэтому правильное время — 50.5900. Но секундомеры решили иначе и отдали победу пловцу «А», посчитав его время как 50.57 секунды против 50.58 пловца «Б». Это наглядный пример того, как из-за ошибки округления преимущество получил спортсмен, пришедший на самом деле вторым, поэтому необходимо найти способ исправить эти ошибки алгоритма, признавая все риски.
Времяпрепровождения среди деревьев связали с лучшим здоровьем мозга детей
Так, дети, которые больше времени проводят среди деревьев имеют лучшие когнитивные способности и меньше эмоциональных и поведенческих проблем, чем, например, те, что проводят больше времени у водоемов. Об этом говорится в исследовании в журнале Nature Sustainability. Одним из критериев, которые определяют благосостояние городского района, считают то, насколько озелененным является он. Немало исследований последних лет показывали, что проживание в озелененных местах способствует лучшему физическому и ментальному здоровью, особенно, когда речь идет о детях. Некоторые научные работы даже выяснили, что наличие лиственной растительности влияет на успеваемость детей в школе Одни считают, что густая растительность уменьшает воздействие на человека таких городских стрессоров как шум, жара и загрязненность воздуха, влияющих на когнитивные функции и общее здоровье. Другие списывают эффект на наше эволюционно эмоциональное восприятие природы. Разобраться в этом вопросе не легко, поэтому ученые Имперского колледжа Лондона для начала решили выяснить, одинаково ли влияют на ментальное развитие детей различные природные среды.
Ученые провели длительное исследование с участием 3568 детей из 31 школы Лондона, возраст которых колебался от девяти до пятнадцати. Именно в этот период происходят ключевые изменения в работе мозга, которые влияют на способность осознавать мир, рассуждать и принимать решения. Ученые провели оценивания когнитивного развития, ментального здоровья и общего благосостояния всех участников. Поэтому они пытались выяснить, связаны ли эти показатели со средой, в котором проживают дети.
Местность разделили на две группы: зеленое пространство (лес, луга, парк и т. д.) и голубой (реки, озеро, море и т. п.). Со своей стороны, в зеленом пространстве выделили лесную местность и луг, то есть богатую деревьями и ту, где их мало. Чтобы рассчитать, как часто дети контактируют каждый день с каждым из этих сред в пределах 50, 100, 250 и 500 метров, ученые использовали спутниковые изображения окрестностей школ и домов детей.
Исследователи пришли к выводу, что ежедневный контакт с лесной местностью связан с высокими показателями когнитивного развития, чем регулярное пребывание на лугах. У этих детей также заметили на 16% меньше риск возникновения эмоциональных и поведенческих расстройств в течение двухлетнего периода. Подобную закономерность также обнаружили целом для зеленого пространства, однако он не касалось голубого. По мнению авторов, их результаты следует принять во внимание при планировании градостроительства, чтобы получить как можно больше выгод для когнитивного развития и ментального здоровья от среды. В то же время авторы указывают, что ограничением их работы можно считать то, что более половины детей-участников имели родителей, которые занимались управленческой или профессиональной деятельностью. Поэтому не исключено, что дети с менее обеспеченных социально-экономических групп недостаточно представлены в исследовании,
Также это исследование не дает объяснение тому, почему только деревья оказывают значительное влияние на ментальное здоровье. Возможно, дело в большем количестве растений и животных, которых можно наблюдать в лесистой местности. Однако этот вопрос нужно исследовать подробно.
Зеленые просторы, вероятно, положительно влияют не только на ментальное здоровье детей, но и на развитие иммунной системы. В прошлом году финские ученые продемонстрировали, что регулярные игры на озелененных детских площадках связанные с лучшей работой иммунной системы, чем игры на обычных бетонных площадках.
Неизвестные науке бактериофаги открыли в образцах льда возрастом 14тыс. лет
Значительная часть из них приспособились к инфицированию клеток в холодных условиях и, вероятно, были патогенами бактерий, многочисленных в верхних слоях льда. Исследование поможет лучше понять изменчивость и эволюцию вирусов говорится в статье журнала Microbiome. Многолетний лед является источником ценной информации о климатической истории Земли в прошлом и о будущих климатических изменений. В частности, она помогает узнать больше о том, какой была жизнь в прошлые периоды. Сюда можно отнести многочисленные остатки крупных животных, например, мамонтов, которые сохранились в ледяной среде. Лед хорошо сохраняет гораздо меньших, микроскопических существ, порой даже живых. Так, в прошлом месяце ученые описали коловратку, которую нашли в вечной мерзлоте в возрасте 24000 лет. Она оказалась живой и после размораживания успешно умножились. Другие исследователи возвращали к жизни еще более старых созданий — нематод, чей возраст оценивается почти в 40 000 лет. А в ледниках ученые находили значительное количество замерзших бактериальных сообществ. Некоторым из тех, которые удалось размножить на момент нахождения было более чем 750 000 лет. Все эти открытия позволяют проследить за развитием экосистем. Однако относительно немногочисленными есть упоминания ученых об обнаружении в ледниках вирусов, которые также являются важной составляющей экосистем, а значит пазлом к построению более целостной картины природы прошлого. Однако в новой работе ученые Университета штата Огайо пополнили наши знания несколькими десятками ледниковых вирусов.
Ученые проводили исследования ледника Тибетского нагорья в западной части Китая. Для этого они проанализировали образцы льда, отобранные в 1992 и 2015 годах на высоте 6,7 километра над уровнем моря. Образцы содержали слои льда, которые откладывались из года в год, поэтому можно было легко определить возраст их содержания.
Для минимизации риска того, что современные микробы, воспримутся за древних, образцы льда пришлось предварительно обработать. Ученые сначала соскребли внешний слой стерильной пилой, затем промыли поверхность льда 95% этанолом до удаления дополнительных пяти миллиметров, а потом еще пять миллиметров смыли стерильной водой. Этот процесс сделал сердцевину льда с ледника максимально чистой от возможных современных загрязнений.
Образцы с ледника в возрасте от 355 до 14 400 лет хранили 33 различные вирусы, из которых не менее 28 относятся к пока еще неизвестным науке. Почти половина из них были хорошо приспособлены к инфицированию клеток в холодных средах. Это приводит ученых на мысль, что эти вирусы могли быть паразитами бактерий, которые многочисленны в ледяных средах.
Распространенные вирусы оказались патогенами метилобактерий (Methylobacterium), которые играют важную роль в метановом цикле. Они имели много общих признаков с вирусами метило бактерий в растительных и почвенных средах. Последующие исследования, надеются авторы, помогут лучше понять влияние природных и антропогенных факторов на микробную эволюцию.
Дрон поднялся в воздух на микроволновой тяге
Такая беспроводная передача электрической энергии пока возможна лишь при условии нахождения дрона непосредственно над источником излучения. Однако общий КПД передачи составил 0,43% против 0,001% в предыдущих экспериментах.
Полет дрона ученые описали в Journal of Spacecraft and Rockets. Беспроводная передача энергии (БПЭ) давно не является областью фантастики, а скорее одним из самых полезных применений радиоволн. Поэтому вы можете заряжать телефоны или автомобили, просто разместив их на специальной платформе. В 1966 в США с помощью микроволн уже взлетел вертолет, а в 90-х начались исследования по возможности использования такого подхода для запуска ракет.
В таких системах БПЭ мощность постоянного тока превращается в микроволновую энергию, чтобы потом попасть в приемник. Ожидается, что именно для полетов, в космос, эта технология станет очень востребованной — БПЭ может значительно улучшить летные характеристики аэрокосмических аппаратов, которым для полета требуется источник с высокой плотностью энергии. БПЭ может обеспечить ракетам высокую удельную тягу (низкий расход топлива) без ограничений, налагаемых химической энергией от обычного топлива.
Так, чтобы ракеты преодолели гравитационное притяжение Земли, сейчас им нужно уже на стартовой площадке потратить часть своего топлива, которое составляет почти 90% всего веса аппарата.
В начале 2010 года японские ученые успешно «запустили» крошечную металлическую ракету, используя этот необычный источник тяги — микроволны.
Так они могли посылать импульсы микроволновой энергии своей модели весом 126 граммов, нагревая воздух до десяти тысяч градусов Цельсия внутри нее, чтобы она поднялась в воздух на 1,2 метра.
Впрочем, во всех этих экспериментах с электровакуумными микроволновыми генераторами, общий КПД двигательных установок не превышал 14% для зафиксированных в одном положении систем. Поэтому демонстрации работы такой тяги для ракет свободного полета должны стать следующими — за это и взялись исследователи.
Однако, для такого полета ракете необходим источник непрерывного микроволнового излучения высокой мощности для концептуального исследования. Поэтому они ученые использовали беспилотный летательный аппорат-дрон — в диапазоне частот в 28 мегагерц. Для оценки БПЭ для аэрокосмических аппаратов приняли 400-граммовый дрон, которого наделили сложной системой отслеживания лучей, чтобы дрон получал как можно больше микроволнового излучения из двух рупорных антенн. От этого зависело и повышение эффективности БПЭ — беспилотник не мог терять связи с источником энергии и при этом взлетать самостоятельно.
Поэтому инженеры использовали фазовращатель для точного контроля фазы излучения и соединили его с GPS-трекером, чтобы синхронизировать дрон с источником. Так дрон с 30КПД улавливал луч микроволнового излучения, который с 40% эффективностью превращался в энергию для движения.
Беспилотник на 30 секунд завис на высоте 800 миллиметров, а общий КПД эксперимента составил 0,43%. Так ученые описали эффективность БПЭ для объекта в свободном полете, а будущем исследования планируют направить на совершенствование системы отслеживания луча и увеличения дальности передачи микроволнового излучения.
Свежие комментарии