Инженеры научились восстанавливать старые водопроводы

Инженеры UCI разработали автоматизированную технологию, чтобы восстановить старую водопроводную инфраструктуру.

Тысячи миль старых водопроводных труб разрушаются. Каждый день, согласно американскому Обществу Инженеров-строителей, который постоянно контролирует инфраструктуру страны - 6 миллиардов галлонов чистой питьевой воды исчезают, главным образом из-за старых, прохудившихся труб и магистрали. Этой воды будет достаточно, чтобы снабжать Калифорнию в течение года, говорит Марии Фенг, профессор в Ирвинском университете.

"Водопроводы находятся в критическом положении по всей стране,” говорит она. "Некоторым трубопроводам почти 100 лет, и проблема очень серьезна, особенно в городских районах, где трудно получить доступ к утечке и ремонтировать трубы.”

Команда исследователей Ирвинского университета во главе с Фенг в сотрудничестве с двумя компаниями,разработала опытный образец робота, который может восстановить и модификацировать старые водопроводные трубы, применяя жесткий материал укрепления в местах разрывов, тем самым устраняя потребность в дорогостоящих раскопках или замене.

Помимо ученых Ирвинского университета, в разработке робота принимает участие Fibrwrap Construction Inc, пионер в применении новых соединений в строительных конструкциях, а также Fyfe LLC, мировой лидер в разработке полимерной ткани для гражданской инфраструктуры.

"В настоящее время, строительные команды должны вырыть траншеи, чтобы найти поврежденные части трубы.Этот способ пассивный и дорогой, чтобы восстановить водную систему,” говорит Фенг. "А в городах,раскопки могут быть невозможными.”

В декабре 2009 года было объявлено, что проект робота за 17.6 миллионов $ получит 8.5 миллионов $ более чем на пять лет от Национального Института Стандартов и Технологической Инновационной Программы (TIP).

"Конечно,есть простые роботы, которые используются, чтобы осмотреть трубы в течение некоторого времени, но задачу роботизации применение покрытия углеродного волокна к внутренней поверхности старых труб с непредсказуемыми недостатками, несовершенными формами и неровными поверхностями , это настоящее решение сложной технической задачи", говорит Фенг, чья команда включает профессора Масанобу Шинозука (Masanobu Shinozuka), всемирно известного эксперта в строительных проектах.

Так, чтобы робот мог найти области, нуждающиеся в укреплении, исследователи включили в проект новую систему датчиков, которые измеряют контактное давление на стенке трубы и управляют процессом укладывания углеродной ткани. В 2008, Шинозака выиграл вознаграждение TIP, чтобы развить эту технологию " обнаружение повреждения водопроводной трубы". UCI стало единственным учреждением, которое получило финансирование TIP и в 2008 и в 2009.

"Этот робот будет интеллектуальным,” говорит Фенг, которая всемирно известна ее изобретением датчиков, которые непрерывно контролируют целостность мостов, зданий и других структур. "Он должен видеть и чувствовать,а также постоянно приспосабливаться к поверхности трубы. Этот роботы будет сильно отличаться от используемых в производстве роботов в настоящее время.”

Она ожидает, что робот в конечном счете будет приспособлен к различным размерам трубы и условиям и будет в состоянии положить покрытие углеродного волокна в 11 раз быстрее, чем бригада ремонтников.

"Если этот проект будет успешен,” говорит Фенг, "коммерческая автоматизированная система сможет спасти американской экономике приблизительно 245 миллиардов $”.

Ученые моделируют действие черной дыры на звезды

Разработана программа, моделирующая наблюдаемое действие черной дыры на излучение звезд

Двое ученых из Университета Штутгарта (Германия) показали, каким будет представляться звездное небо наблюдателю, который находится в непосредственной близости от черной дыры.

В разработанной ими программе учитываются эффекты гравитационного линзирования, искривления пути распространения света и сдвига частот (гравитационного красного смещения). Также смоделировано влияние дифракции Фраунгофера, которая, в противоположность дифракции Френеля, наблюдается на значительном удалении от препятствия.

В программу введены действительные координаты около 118 тысяч звезд, определенные спутником Европейского космического агентства Hipparcos. Пользователь может выбрать расстояние, отделяющее его от виртуальной черной дыры, и следить за тем, как искажается изображение звездного неба при движении по орбите вокруг дыры или приближении к ней. Горизонт событий черной дыры отмечается черной окружностью.

В первом из представленных ниже видео наблюдатель обращается вокруг черной дыры на расстоянии, в пять раз превышающем ее радиус Шварцшильда rs. Справа к дыре постепенно приближается находящееся на заднем плане созвездие Ориона. «В какой-то момент изображения звезд Ориона (к примеру, Бетельгейзе), появляются с обеих сторон черной дыры, - комментирует один из авторов работы Томас Мюллер (Thomas Müller). - Она действует как зеркало».

Во втором видео наблюдатель приближается к черной дыре в режиме свободного падения, начальная точка которого находится на том же радиусе, пятикратно превосходящем радиус Шварцшильда. Когда расстояние уменьшается до 0,02• rs, наблюдаемое излучение всех звезд «сжимается» в кольцо