Что заставляет ковры летать?
Опубликовал club-archive 19 мая, 2009Несколько заметок, выловленных из просторов интернета.
Плащ-невидимка уже изобретен, сапоги-скороходы тоже вроде бы придумали несколько лет назад в городке Сарове (правда, что стало с этим изобретением под названием "велоход" потом, неизвестно). И вот мы дождались появления ковра-самолета.
На самом деле это пока не ковер, а тонкий полимерный лист, который можно отправить в полет по воздуху за счет его же собственных колебаний.
Идею предложили французские и американские ученые, понаблюдав движение тонкого гибкого листа в жидкости. Если лист находится близко к поверхности, то его колебания создают в жидкости зону высокого давления, и это играет роль подъемной силы.
источник : информационная рассылка Тайны и открытия
В воздухе можно добиться тех же результатов. Правда, для подъема листа потребуется очень сильный двигатель: "ковер" в 10 см длиной и толщиной в 0,1 мм, чтобы зависнуть в воздухе, должен вибрировать с частотой 10 герц и амплитудой колебаний около 0,25 мм. Пока это фантастика. Но в будущем коврам все равно не отвертеться от полетов.
Физики-теоретики спроектировали ковер-самолет
Французские и американские физики спроектировали "ковер-самолет": тонкий лист из легкого материала, который может лететь по воздуху в заданном направлении за счет собственных колебаний, сообщает журнал Nature.
Как пишут в своей статье в Physical Review Letters сами исследователи - Лакшминараянан Махадеван (Lakshminarayanan Mahadevan) из Гарвардского университета и его коллеги - им удалось "частично ответить на один из давних вопросов "физики мультиков" (так в Америке шутливо называют многочисленные нарушения законов физики в мультиках - прим. "Ленты.ру") - могут ли ковры летать".
Исследуя движение гибкого тонкого колеблющегося листа в жидкости, ученые пришли к выводу, что подобный "ковер" можно заставить передвигаться и в воздухе. Если ковер находится достаточно близко к горизонтальной поверхности, его колебания заставляют воздух (или жидкость) течь таким образом, что между ковром и поверхностью возникает высокое давление, которое и играет роль подъемной силы.
Ковер сможет не только подниматься, но и лететь вперед. Если колебания будут распространяться по ковру с одной стороны, это заставит его принять слегка наклонное положение и двигаться в направлении того конца, который будет выше.
Ковры, однако, столкнутся с рядом серьезных ограничений. Теоретически они могут быть сколь угодно велики, но практически для подъема ковра сколько-нибудь значительного размера потребуется исключительно сильный двигатель. Для того чтобы ковер длиной десять сантиметров и толщиной 0,1 миллиметр оставался в воздухе, ему придется вибрировать с частотой около десяти герц и амплитудой колебаний около 0,25 миллиметров (то есть волны амплитудой в два с половиной раза больше толщины ковра должны будут пробегать по нему десять раз в секунду).
Пока ковер, который имел бы практическое применение, не построен, однако есть основания полагать, что работа в этом направлении имеет смысл. Так, в сентябре другая группа гарвардских ученых создала тонкие полимерные листы, покрытые клетками из мышечной ткани крыс. Воздействуя на такие листы электрическим током, можно заставлять их периодически сокращаться и за счет этих колебаний передвигаться в жидкости.
Напомним, что Лакшминараянан Махадеван является лауреатом Антинобелевской премии за 2007 год за исследования образования складок на белье.
источник Лента.ру
Ковер может летать? Да, утверждает Роджер Хайфилд
Если верить профессору Лакшминараяну Махадевану, полет развевающегося на ветру ковра-самолета теоретически возможен.
Сказочные летающие ковры с давних времен повсеместно фигурируют в литературе. И вот они привлекли внимание ведущего математика.
На данный момент профессору Лакшминараяну Махадевану из Гарвардского университета (Кембридж, Массачусетс) и его коллегам удалось доказать возможность полета ковра размером лишь с банкноту, но они уверены, что и ковер, способный нести человека, может существовать не только в детских спектаклях.
Выкладки Махадевана опубликованы в журнале Physical Review Letters и пришлись бы впору Алладину, но проистекают из расчетов аэродинамики движения гибкого куска колеблющегося материала в воздушной среде. В итоге оказывается, что такой объект, в принципе, может летать.
Предыдущие работы профессора Махадевана посвящены описанию того, как именно куски материи и жестяные банки мнутся и собираются в складки. Теперь он и его коллеги из Нью-Йорка и Вальбонна (Франция) переключили свое внимание на более возвышенные материи, которые могли бы украсить страницы "Тысячи и одной ночи".
Ключевое условие, необходимое для того, чтобы ковер полетел – это создание подъемной силы при помощи колебаний, которые будут оказывать давление на воздух вблизи горизонтальной поверхности – пола, например. Волнообразные движения создают повышенное давление между ковром и полом, "которое приблизительно соответствует весу ткани".
Волшебство начинается дальше: оказывается, колебания способны не только держать ковер в воздухе, но и двигать его вперед – как это обычно делают в детских представлениях. Это происходит потому, что колебания заставляют ковер немного крениться, и он двигается к загнутому краю.
Как профессор Махадеван объяснил The Telegraph, это заставляет ковер двигаться подобно некоторым обитателям моря: "Морские скаты совершают более сложные движения, когда скользят над морским дном, но идея та же".
По расчетам Махадевана, для того чтобы оставаться в воздухе, кусок ткани длиной около 4 дюймов и толщиной 0,1 мм должен совершать 10 колебаний в секунду с амплитудой около 0,25 мм.
Махадеван говорит, что законы физики позволяют заставить "летать" и более тяжелый ковер. Впрочем, по его словам, для того чтобы начать движение, этому объекту потребуется значительная вибрация. "Если хотите прокатиться без тряски, нужно сделать много маленьких ковриков, – сказал профессор Махадеван в интервью журналу Nature. – Но в таком случае скорость будет невелика".
Что касается ковра, способного нести человека, то "согласно расчетам и закону масштабирования, он останется в сфере волшебного, таинственного и теоретического", ведь двигатель, необходимый для создания вибраций, должен быть невероятно мощным, а ковер придется соткать из ультралегких материалов. Но Махадеван надеется, что его усилия будут способствовать продвижению этой работы, и "кто-нибудь сможет реализовать эту мечту, претворить теорию в реальность".
В своем исследовании Махадеван идет по стопам команды ученых из Университета Св. Андрея, которые сообщили о "поразительных эффектах левитации", с которыми они столкнулись в процессе моделирования силы, заставляющей предметы слипаться.
Профессор Ульф Леонардт и доктор Томас Филбин из Университета Св. Андрея (Шотландия) нашли способ обратить это явление, получившее название "эффекта Казимира", в результате чего предметы не притягиваются, а отталкиваются.
Их открытие может в конечном итоге привести к разработке работающих без трения микромеханизмов, движущиеся детали которых будут подвешены в воздухе. По словам ученых, этот принцип можно использовать и для поднятия в воздух более крупных объектов – вплоть до человека, что снова приближает нас к ковру-самолету.
На протяжении долгого времени этот способ передвижения обживал ненаучную литературу. Магический ковер Тангу затем появился в сказках "Тысячи и одной ночи". Потом был (говорят, сделанный из зеленого шелка) ковер Соломона, на котором путешествовали соломоновы трон и свита. В русских сказках Иван-дурак получает ковер-самолет от Бабы-Яги. В роли необычного транспорта выступают ковры и у Марка Твена в "Путешествии капитана Стормфилда в рай".
источник oldmanclub.ru