#инженерия

Каждая цивилизация оставляет после себя артефакты — своеобразные сувениры и наследие своей эпохи на Земле. В век технологий именно создание гигантских инженерных шедевров, вероятно, станет тем, чем запомнится современная цивилизация, ведь они отражают стремление человечества воплотить свои самые смелые амбиции.

Российские ученые из МИЭМ ВШЭ разработали новый подход к моделированию электротепловых процессов в мощных электронных схемах на печатных платах. Они научились быстро и точно рассчитывать, как нагреваются электронные компоненты во время работы, чтобы заранее предотвращать их перегрев и поломку. При работе электродвигателей или другого оборудования их электронные детали (особенно транзисторы) сильно нагреваются, потому что при прохождении тока неизбежно выделяется тепло. Когда происходят резкие перепады температуры при включении и выключении устройства, параметры транзисторов меняются, и техника может выйти из строя.

Каждый год компании и исследователи по всему миру регистрируют десятки тысяч патентов. На инфографике показаны изобретатели, попавшие в число наиболее активных авторов патентов.

Восстановление объектов культурного наследия представляет собой сложную инженерную задачу. Особенно это касается деревянных конструкций. Церкви, усадьбы, исторические дома и другая архитектура, десятилетиями подвергавшаяся климатическим воздействиям и естественному износу, теряет свою прочность. Главная проблема при реставрации заключается в малом количестве в России подходов, адаптированных для работы именно с деревянными памятниками. Существующие методы предназначены для традиционных объектов строительства и непрактичны для применения на исторических зданиях. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ разработали уникальный в России инженерный инструмент для моделирования усиления деревянных конструкций композитными материалами. Он обеспечивает точный расчет, соответствующий отечественным нормативам, и делает проектирование большого количества поврежденных элементов эффективнее.

С момента изобретения самолета, поезда и автомобиля принцип посадки и высадки пассажиров практически не изменился. Двери располагаются в боковых частях кузова, открывая доступ для пассажиров с трапа или перрона. Однако традиционная конструкция дверей имеет существенные недостатки. Она ослабляет корпус транспортного средства, создает зоны повышенного напряжения и увеличивает риск разрушения материала.

Современный интернет, цифровая связь и медицина сильно зависят от качества оптоволоконных кабелей. Однако их производство — сложный процесс, где ошибка в доле миллиметра или градуса ведет к порче всей заготовки. Основная сложность заключается в том, что промышленные станки запрограммированы для обработки деталей строго определенных, эталонных размеров. Однако реальное сырье в силу технологических особенностей всегда имеет небольшие отклонения. В этом случае технологи вынуждены подбирать настройки оборудования «на глаз», что резко увеличивает долю брака и снижает эффективность производства оптического волокна. Ученые Пермского Политеха создали инженерный инструмент, который рассчитывает идеальные параметры для любой заготовки. Внедрение метода позволит в два раза ускорить обработку и на 75% снизить долю бракованной продукции.

При строительстве струнных транспортных систем точность и надежность важны не меньше, чем при запуске ракеты. От натяжения элементов путевой структуры на больших расстояниях зависит их прочность, а значит — безопасность движения юнимобиля. Также технология uST предполагает безземельный монтаж трассы в специальных условиях (над городскими кварталами, ущельями и т.д.), при котором необходимо исключить падение протягиваемых элементов — струнных рельсов. Для выполнения этих задач инженеры UST Inc. разработали собственную тяговую машину с гидростанцией управления — мощный инструмент, способный развивать усилие до 30 тонн.

Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.

Слушатели узнают, как школьникам и студентам начать самостоятельно строить ракеты.

Американские ученые нашли новую технологию проектирования надежных конструкций, которые складываются и раскладываются одним движением. Их можно свернуть на Земле перед запуском космического аппарата и развернуть уже в космосе, сэкономив в полете пространство. По форме они напоминают распускающийся цветок со строгими геометрией и симметрией.

Группа ученых из США и Южной Кореи сконструировала высокоточную систему мониторинга внутричерепного давления. Для его измерения использовали миниатюрный датчик, который доставляется к поврежденному месту с помощью хирургического катетера, то есть без разрезов. Новый метод контроля давления поможет наблюдать за состоянием пациентов, получивших травму головы, а также в их лечении.

Ученые из Калифорнийского технологического университета (США) сконструировали для подводного дрона движитель, имитирующий механические движения хвостового плавника тунца. Вдохновленное природой изобретение позволит улучшить характеристики беспилотных устройств, а именно — повысить их маневренность и скорость для выполнения глубоководных исследований.

Слушатели узнают из каких источников инженеры повседневно черпают вдохновение.

Исследователи из международной студенческой некоммерческой организации App-In Club (США) сконструировали экономичную роботизированную систему, способную воспроизводить человеческий почерк. Такая машина может автоматизировать создание рукописных документов — писем, юридических бумаг, текстов, художественных визуализаций — в режиме реального времени.

Американские разработчики создали bluetooth-кольцо, которое значительно облегчит управление взаимосвязанными девайсами для пользователей.

Слушатели узнают о творениях инженера Шухова.

Инженеры Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) сконструировали мультимодального робота, который может не только взлетать, но и ходить, и прыгать, как птицы. Крылатый дрон способен так же легко, как пернатые, перемещаться как в наземной, так и в воздушной среде. При этом за мощные ноги ему не надо расплачиваться дополнительным весом — это позволит найти новые решения для взлета беспилотников и самолетов в сложных условиях.

Исследователи из Гронингенского (Нидерланды) и Стэнфордского (США) университетов создали роботизированную модель голубя. С ее помощью они выяснили, как птицы обходятся в полете без руля направления — такого важного аэродинамического органа управления самолетом.

Командная работа роботов пока остается несовершенной в реальных условиях. Робототехники успешно создают приложения и проводят эксперименты в лабораториях, однако самоорганизующиеся системы дают сбой, как только выходят за их пределы. Ученые из Бельгии предложили новый подход к программированию роя роботов, который предусматривает централизованное управление.

Ученые из Японии разработали инновационный материал на основе органических соединений. При ультрафиолетовом облучении его искусственный металлический глянец из серебристого становится золотым.