Журнал "Компьютерра" №762
Шрифт:
Ученые решили подробно рассчитать, что происходит при взрыве заряда из C4 весом от 0,75 до 5 кг в трех метрах от человека и сравнить результаты с измерениями давления при реальных взрывах рядом с напичканным датчиками манекеном. Слишком уж много тяжелых контузий и ранений получают даже хорошо экипированные американские солдаты в горячих точках от закладываемых на дорогах самодельных взрывных устройств.
Исследования проводились в два этапа. Сначала была подробно рассчитана сила ударной волны от подрыва С4 на поверхности земли, а затем эти данные заложили в граничные условия трехмерной модели человека в защитном снаряжении.
Уже первые расчеты действия взрывной волны на человека в стандартной легкой каске морского пехотинца привели к парадоксальным результатам. Оказалось, что максимальное давление (даже большее, чем на незащищенных участках тела) развивается на затылке. Волна частично проникает под каску, проходит над головой и на затылке смешивается с взрывной волной, обогнувшей шею. Развивающееся при этом давление приводит к тяжелой травме головного мозга.
Сначала ученые не поверили расчетам. В них, как обычно, был заложен целый ряд упрощений - например, что голова абсолютно твердая, а каска жестко на ней закреплена. Однако эксперименты с манекеном показали, что результаты, полученные на компьютерной модели, справедливы и для реальной жизни. Более того, расчеты позволяют разглядеть такие детали, которые очень трудно измерить в экспериментах.
Ясно, что пехотинцам нужна новая каска, предотвращающая проникновение под нее ударных волн. Ученые намерены усовершенствовать свою модель - ведь кто знает, какие еще сюрпризы можно ждать от военного снаряжения, казалось бы, давно проверенного временем. ГА
Физикам из Йельского университета впервые удалось продемонстрировать, что сила света способна приводить в движение наномеханизмы в кремниевом чипе. Объединяя две быстро развивающиеся области - нанофотонику и наномеханику, - эта работа может привести к появлению принципиально новых оптомеханических вычислительных и телекоммуникационных устройств.
Оптические "пинцеты", позволяющие манипулировать различными микрообъектами от отдельных атомов до живых клеток, известны с семидесятых годов прошлого века. Однако и сегодня управлять чрезвычайно слабой силой давления света очень непросто. Чаще всего ученые работают с различными оптическими полостями и используют давление отраженного от зеркал света, однако такие устройства крайне сложно встроить в обычные чипы.
В новых экспериментах использовали кремниевую струну длиной 10 мкм, шириной 500 и толщиной 110 нм, "натянутую" с помощью CMOS-совместимой технологии на высоте 300–600 нм над слоем диоксида кремния. Струна, с собственной частотой около 10 МГц, одновременно играла роль световода, к концам которого по обычным кремниевым световодам чуть большего диаметра подводили свет лазерного диода с длиной волны около 1,5 мкм. Геометрия струны и расстояние до подложки были подобраны таким образом, чтобы так называемое нераспространяющееся электромагнитное поле света, существующее вокруг любого диэлектрика, взаимодействовало с подложкой и вызывало поперечную силу. Пропуская по струне лазерный луч мощностью несколько десятков милливатт, модулированный с частотой механического резонанса струны, ученым удалось раскачать ее до амплитуды 2,5 нм.
Сила света в таком устройстве достигала восьми пиконьютон на микрон световода на каждый милливатт вложенной мощности. И этого уже достаточно, чтобы управлять многими наномашинами. Поперечная сила света может быть значительно увеличена - например, путем уменьшения расстояния между волокном и подложкой. Лазер может приводить в действие сразу несколько наноустройств в одном чипе, а по скорости работы с оптикой трудно конкурировать любым другим электростатическим или магнитным методам. Тем не менее повышение частоты требует заметного увеличения мощности лазера, и ученых ждет еще масса работы, прежде чем подобные оптомеханические устройства будут доведены до коммерческих приложений. ГА
В опубликованном недавно докладе американской разведки анализировалась возможность использования террористами онлайн-сервисов, в том числе популярного инструмента ведения микроблогов Twitter (см. "КТ" #757). Первая же серьезная террористическая атака, случившаяся после этого, показала, скорее, обратную картину. Спустя считанные минуты после начала действий боевиков в индийском Мумбаи эта социальная сеть была буквально наводнена сообщениями (твитами) от участников событий и сочувствующих со всего мира. На сайте призывали сдавать кровь для пострадавших, публиковали телефоны горячих линий; пользователи помогали переводить в электронный вид списки раненных и погибших, поступавшие из больниц. Собственно, сама информация о терактах появилась на Твиттере раньше, чем в сводках новостей, а одно из сообщений даже поступило из захваченного отеля. На Flickr тем временем публиковали фото и видео с мест событий, попадавшие затем на ленты крупнейших информационных агентств.
Конечно, большая часть этого потока информации была не слишком достоверна, а то и вовсе вносила сумятицу. Так, все тот же Твиттер одна за другой захлестнули две волны. Сначала поступило сообщение, что индийское правительство просит прекратить публиковать на сайте вести о происходящем в Мумбаи. А за предположением о том, что террористы используют публикуемую информацию в своих целях, последовали многочисленные обращения к террористам с выражениями открытой ненависти.
Печальные события, произошедшие в Индии, лишний раз доказали: хорошо это или плохо, но социальные сети - полноценная часть мирового информационного пространства. Да, хаотичная, но в то же время самая живая и мобильная. И с этим уже невозможно не считаться. ТВ
Над любопытной технологией, которая поможет использовать энергию медленно текущей воды, работают ученые в Мичиганском университете. Разрабатываемый ими генератор не нуждается в плотинах и водохранилищах и может быть смонтирован прямо на дне реки или близ морского берега.
Люди давно научились использовать энергию текущей воды. Но для того, чтобы турбина работала эффективно, вода должна течь достаточно быстро, а скорость большинства водных потоков не превышает скорости пешехода - пять километров в час. Вот и приходится строить плотины и дамбы, нанося вред природе.
В разрабатываемой технологии используется эффект, с которым вынуждены бороться строители морских и речных сооружений. Если какое-то тело обтекается водой, за ним возникают турбулентные вихри, постепенно раскачивающие и разрушающие конструкцию. Но именно эти вихри используют рыбы, которые, совершая волнообразные движения туловищем, эффективно двигаются вперед. Эту идею и позаимствовали ученые. В первом прототипе генератора используется горизонтальный цилиндр диаметром несколько сантиметров, но в следующих конструкциях будут применены специальные усиливающие турбулентность покрытия, а к цилиндру приладят подобие рыбьего хвоста. Цилиндр крепится на раму и, раскачиваясь вверх и вниз вихрями потока, передает движения генератору, вырабатывающему электричество. До эффективности турбины такой конструкции далеко, зато она работает уже при скорости движения воды один километр в час и не нарушает экосистему.
В более крупных конструкциях цилиндры будет проще устанавливать на дно вертикально, и, согласно оценкам, подобный "лес" размером со стадион и высотой в пару этажей сможет обеспечить энергией сто тысяч домов. Стоить "водяное электричество" будет меньше, чем вырабатываемое ветряками, но дороже полученного на атомных станциях. Во всяком случае, технология обещает быть вполне конкурентоспособной, и в ближайших планах ученых установить такой генератор на дне реки Детройт. ГА