Ученые научились создавать облака

Исследователи из Женевского университета (Швейцария) считают, что лазер способен справится с задачей формирования облаков гораздо лучше, чем традиционные ионы серебра.

Испытания, проведенные Жеромом Каспаряном и его коллегами в небе над Берлином, подтвердили, что разработанная ими лазерная установка способна создавать облака не только в лабораторных условиях, но и в реальной атмосфере, сообщает издание Популярная механика.

В лаборатории исследователи направляли предельно короткие импульсы инфракрасного лазерного излучения в камеру с воздухом, насыщенным водяными парами при температуре —24°C. Можно было наблюдать вытянутые облака, формирующиеся вдоль лазерного луча, подобно миниатюрному инверсионному следу самолета.

Каспарян говорит, что лазерные импульсы генерируют облако, лишая атомы в воздухе электронов, что способствует образованию гидроксильных радикалов. В результате сера и двуокись азота, водержащиеся в воздухе, преобразуются в частицы, которые выступают в качестве центров конденсации водяных капель. Анализ воздуха в камере, проведенный после того, как лазер был выключен, показал, что общий объем сконденсированных капель воды внутри увеличился в два раза, а внутри облака объем конденсата возрос в 100 раз.

Эффект конденсации перенасыщенного водяного пара на ионах известен уже давно и широко используется, например, в камерах Вильсона. Поэтому образование «облаков» в результате воздействия ионизирующего лазерного излучения в условиях крайне высокой влажности воздуха и низкой температуры было воспринято скептически. «Все, что описано в этом эксперименте, не имеет никакого отношения к природным облакам», сказал ученый-метеоролог из Еврейского университета в Иерусалиме Даниэль Розенфельд.

Каспарян рассчитывал, что повторение результата эксперимента в небе над Берлином покажет, что данная методика может работать и в естественных условиях. Его команда направила лазерные импульсы в осеннее небо, сфокуссировав их на высоте 60 м. Невозможно было заметить что-либо невооруженным глазом, но приборы подтвердили, что плотность и размер капель воды значительно выросли, когда лазер был включен.

«Как и в лаборатории, эффект ясно виден, — говорит Каспарян. — Его появление не требует насыщенных паров воды в атмосфере». Его команда теперь будет пытаться повысить эффективность установки за счет оптимизации длины волны лазерного излучения, его фокусировки и длительности импульсов, в результате чего можно будет создавать достаточно большие капли, чтобы они могли пролиться дождем.

Металл к металлу

Инженеры ищут новые способы, чтобы соединять между собой огромные листы разнообразных сплавов, не полагаясь на ручной труд

Ручной труд всегда грозит дорогостоящими неувязками, поэтому производители судов и космических кораблей ищут новые пути. Один из самых многообещающих вариантов - сварка трением с перемешиванием (СТП, Friction Stir Welding- FSW). Вращающаяся вставка сварочного аппарата, выделяющая при трении тепло, достаточное для размягчения алюминия, движется вдоль шва со скоростью 20 см/мин и намертво соединяет пластины толщиной 3 см за один проход, тогда как при использовании обычной дуговой сварки для выполнения того же шва пришлось бы проходить его более десяти раз.

Правда, есть у нового метода и оборотная сторона. Рабочий элемент оказывает на зону сварки в перпендикулярном направлении к плоскости шва большое давление. Чтобы противостоять ему, используются громоздкие и дорогие опорные подкладки и сложная оснастка, ограничивающие длину шва. Поэтому новая технология остается привилегией лишь очень дорогих программ. Такой метод, к примеру, используется при постройке кораблей класса LCS (Littoral Combat Ship, корабль для действий в прибрежной зоне) по заказу ВМФ, а также экспериментальной ракеты Ares I-X, которая была запущена в конце 2009 года.

Сейчас в технологии СТП наметился прорыв - разработан рабочий элемент новой конструкции в форме бобины. Возникновения нескомпенсированных сил, перпендикулярных к плоскости шва, теперь можно избежать - детали зажаты между плечиками бобины. Сварочные аппараты с использованием такого инструмента способны сваривать сталь, формировать швы между деталями из разных металлов и гнать шов неограниченной длины.