Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2010 № 08 Страница 4

Сегодня построен 7-метровый локомоскайнер, который одновременно является прототипом полноценного грузового дирижабля и беспилотной наблюдательной машиной. Убедившись, что конструкция работоспособна, «ЛокомоСкай» приступил к строительству второго прототипа грузоподъемностью 3 т. Это уже серьезная машина, позволяющая доставлять тяжелые грузы в труднодоступные районы. Ее оболочка рассчитана на работу в температурном диапазоне от -50 до +50 °C, но в случае необходимости запас прочности позволяет летать и при -80 °C; такие морозы бывают в Антарктиде.

При этом ангар локомоскайнеру не нужен. Внутри небольшого помещения собирают элементы тора и силового агрегата. Окончательную сборку производят на открытой местности, ведь «чечевица», как сказано, не боится бокового ветра. А когда на конструкцию натягивают верхнюю часть оболочки, она уже служит ангаром сама себе. Это удешевляет постройку таких аппаратов в сравнении с дирижаблем как минимум вдвое.

Запланированная дальность полета 3-тонника — 500 км, а 60-тонника — уже 3000 км. А самый могучий локомоскайнер грузоподъемностью в 600 т сможет свободно перенести буровую установку или опору ЛЭП, например, из Санкт-Петербурга на Камчатку, и никакие реки и горы не станут ему преградой.

Схема локомоскайнера:

1 — силовой тор; 2 — ванты; 3 — емкости с гелием; 4 — руль; 5 — термообъем; 6 — гондола; 7 — предел расширения термообъема.

Работы для «небесного локомотива» — непочатый край. На Севере сегодня не строят заводов в блочно-модульном исполнении только потому, что туда невозможно доставить тяжелые блоки оборудования в сборе. Использование локомоскайнера позволит осуществить монтаж завода практически с воздуха и сэкономить миллиарды рублей.

Аналогичную конструкцию можно использовать и в качестве своеобразного летающего отеля, на котором можно совершать кругосветные круизы, любуясь с высоты птичьего полета лучшими ландшафтами планеты Земля.

Да что там птичий полет! В принципе подобным летательным аппаратам доступны и космические высоты.

В свое время еще создатели термоплана придумали вот какую интересную штуку. Как показали продувки в аэродинамической трубе, «летающая тарелка» имеет свойства крыла-диска. То есть при движении с достаточно высокой скоростью к аэростатической подъемной силе добавляется еще и аэродинамическая. При этом удельная нагрузка на крыло в 15–20 раз меньше, чем, например, у всем известного «шаттла».

О «челноке» мы вспомнили совсем не случайно. Какая у него главная обязанность? Правильно, выводить в космос разные грузы. Так вот специалисты еще тогда подсчитали, что термоплан может быть использован и в качестве первой ступени системы, которая будет осуществлять подобные транспортные операции в 2–3 раза дешевле, чем «шаттл». Выглядеть все это будет примерно так. Локомоскайнер берет прямо со двора завода, КБ или иного предприятия ракету-носитель вместе со спутником связи, модулем строящейся международной орбитальной станции.

Все это на внешней подвеске дирижабль буксирует в экваториальную зону, откуда запускать ракеты, как известно, выгоднее. Здесь он поднимается на высоту в 15–20 км, а то и выше, и производит оттуда пуск ракеты.

Таким образом, мы экономим, как минумум, одну ступень ракеты-носителя. А можно, в принципе, и вообще обойтись без нее. Локомоскайнер ведь вовсе не случайно напоминает по форме «летающую тарелку». И если сделать оболочку достаточно жесткой, рассчитали наши конструкторы, прикрепить к нему реактивные двигатели и ракетные ускорители, то можно добиться, что, разогнавшись, наш гибридный летательный аппарат сам выйдет на околоземную орбиту.

Фантастика? Верно. Нет еще такого летательного аппарата в натуре. Однако фантастика, уже выполненная в чертежах, имеющая четкое физико-математическое обоснование. При соответствующем финансировании специалисты берутся превратить мечту в действительность всего за несколько лет.

С. ЛЫКОВ

Кому необходим биопластотан?

Научная работа молодого красноярского ученого Екатерины Шишацкой, удостоенная премии Президента России, вызвала у медиков большой интерес. Многие из них отмечают, что создание уникального искусственного материала биопластотан в ближайшие годы позволит произвести своего рода революцию в медицине.

Разработка найдет применение прежде всего в хирургии. «Самое простое — это, например, создание шовных нитей из полимера, которые растворяются после того, как зарастает рана, — рассказала Екатерина Шишацкая. — При повреждении костей или суставов можно делать искусственные копии. Со временем кость сама восстановится, а искусственная замена из биопластотана исчезнет. Можно также делать специальные вставки в сосуды — стенты. Эти маленькие трубки используют, чтобы расширить сосуд. Через некоторое время после операции сосуд восстанавливается, а полимерный заменитель растворяется».

Кроме того, разработка Екатерины Шишацкой может применяться и в фармакологии. Например, в качестве системы контролируемой доставки лекарств.

Екатерина Шишацкая

«Когда мы глотаем таблетку, лишь малая часть лекарства достигает цели, — рассказывает исследовательница. — Большая же часть, не успев попасть туда, куда нужно, выходит наружу. Как увеличить эффективность?

Можно сделать специальную капсулу из биоразрушаемого полимера, состоящую из большого числа маленьких ячеек. Потом эти ячейки заполняют лекарством, а капсулу помещают в тот орган, куда необходимо доставить лекарство. Постепенно разрушаясь, капсула выделяет лекарство с той скоростью и в такой концентрации, которая наиболее эффективна для лечения»…

Первые изделия из нового биоразрушаемого полимера уже успешно прошли клинические испытания и применяются на практике в Красноярске.

Владимир БЕЛОВ

ЗАЧЕМ НУЖНА МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПЕНА?

Исследователи Университета Северной Каролины, США, представили свой материал для изготовления имплантатов, который не только биосовместим с костями, но и способствует их регенерации и росту.

Разработка представляет собой легкий сплав алюминия и стали. Причем его исключительные характеристики обусловлены не столько составом, сколько структурой: ученые «взбили» металл, превратив его в пену, и благодаря пористой структуре, материал стал близок по своей функциональности к обычной кости. Скрепляя ее в месте перелома, металлическая пена обеспечивает восстановление поврежденной костной ткани, не меняя при этом ее естественной упругости, что, например, невозможно при использовании жестких титановых имплантатов. Ведь титан примерно в 10 раз жестче, чем кость. Кроме того, в отличие от жестких имплантатов, останавливающих рост тканей пациента, металлическая пена способна даже деформироваться, не зажимая кость в местах перелома и давая ей возможность регенерироваться.

Способность менять форму и плотность делает новый материал применимым и в стоматологии. Пломба или имплантат из металлической пены смогут предотвратить боли в челюсти, возникающие при неправильном распределении нагрузки.

Кроме того, шероховатая, пористая поверхность материала будет способствовать прорастанию кости через имплантат. Клетки костной ткани будут пронизывать нанопоры материала, используя его как каркас. Таким образом, риск неправильного сращивания сводится к минимуму.

«Новая кость будет формироваться только в границах имплантата, — пояснил один из разработчиков, профессор машиностроения и аэрокосмической техники Афсанех Раби. — Это не только ускорит процесс реабилитации, но и увеличит механическую прочность вставки».

Имплантат из металлической пены под микроскопом.

Еще одно неожиданное открытие сделали недавно итальянские ученые, которым удалось создать кость из… древесины. Сделанные из ротанговой пальмы искусственные кости были пересажены овцам и сейчас практически ничем не отличаются от естественных.

Секрет превращения древесины в костную ткань заключается в ее специальной обработке. Первоначально из ротанга вырезают необходимый имплантат. Затем древесину нагревают в специальном растворе, содержащем уголь и кальций. После этого деревянные «кости» помещают в специальную камеру с фосфатным раствором и держат под сильным давлением. На эти операции требуется всего 10 дней. Обработанную таким образом древесину пересаживают пока лишь животным.