Znajdź zawartość

Inżynierowie z University of Cincinati opracowali nowy projekt dysz dla myśliwców F-18, które mogą znacząco zmniejszyć hałas generowany przez silniki bez zmniejszania osiągów samych silników. Na razie dysze autorstwa profesora Ephraima Gutmarka i jego studentów z Koledżu Inżynierii i Nauk Stosowanych zostały przetestowane w uniwersyteckim laboratorium akustycznym na silniku w skali 1:28. Redukcję hałasu uzyskano dzięki wyłożeniu wnętrza dysz trójkątnymi elementami, ułożonymi podobnie do rzędów zębów rekina. W ciągu najbliższych tygodni takie dysze zostaną zamontowane na myśliwcach F-18 Super Hornet i przetestowana przez U.S. Naval Research Laboratory and Naval Air Station Patuxent River (NAVAIR). To proste dodatkowe elementy, które zmieniają właściwości gazów wydobywających się z silnika i w minimalny sposób wpływają na jego zachowanie. Testy laboratoryjne wykazały, że nowe dysze mogą zmniejszyć generowany hałas o 5–8 decybeli. Tylko pozornie jest to niewiele. Poziom dźwięku nie jest wyrażany bowiem w skali liniowej, a logarytmicznej. Dźwięk głośniejszy o 20 decybeli oznacza hałas 10-krotnie większy. To bardzo znaczące osiągnięcie. Producenci silników cieszą się zwykle ze zmniejszenia hałasu nawet o 0,5 decybela, bo to skala logarytmiczna, mówi profesor Gutmark. Jeśli projekt sprawdzi się w przypadku tego silnika, będzie go można zastosować – po niewielkich modyfikacjach – do każdego silnika, dodaje uczony. A to oznacza np. znacznie mniejszy hałas na lotniskach i w ich okolicach. Hałas to poważny problem. Utrata słuchu i szumy uszne to najczęstsze przyczyny niepełnosprawności byłych żołnierzy. Jak informuje Departament ds. Weteranów (VA), obecnie z tego typu problemami zmaga się 2,6 miliona byłych amerykańskich żołnierzy, a każdego roku wydaje ponad miliard dolarów na świadczenia związane z utratą słuchu. Personel pracujący na pokładach lotniskowców jest narażony na hałas rzędu 150 decybeli. Ludzie, którzy współpracują z pilotami na pokładach lotniskowców muszą znajdować się blisko startujących myśliwców. Jako, że pokłady są krótkie, myśliwce muszą używać dopalaczy, a to generuje dodatkowy hałas, wyjaśnia Gutmark. Uczony i jego studenci od dwóch lat współpracują z NAVAIR przy projekcie cichszego silnika. Zajmują się projektowaniem i pracami eksperymentalnymi, a wojskowe laboratorium dokonuje obliczeń i dostarcza wszelkich niezbędnych informacji na temat samolotu. W laboratorium Gutmarka znajduje się specjalna komora bezodbiciowa. To pomieszczenie zaprojektowane tak, by całkowicie pochłaniało fale dźwiękowe. Znajdujące się tam silniki są zdalnie uruchamiane, a czujniki zbierają informacje na temat generowanego dźwięku. Posługujemy się czterema różnymi technikami pomiarowymi, w tym przetwarzaniem sygnałów za pomocą pomiarów akustycznych i optycznych. Wykorzystujemy też lasery. Dzięki różnym technikom pomiarowym wiemy, jakie dane są nam potrzebne, jak je przetwarzać i interpretować. To trudne zadanie, mówi doktorant Aatresh Karnam. Każdy ze składników dźwięku rozprzestrzenia się w innym kierunku. Mikrofony umieszczone wokół silnika pozwalają nam przechwycić dźwięk ze wszystkich kierunków, wyjaśnia Gutmark. Naukowcy zauważają, że już obecne silniki odrzutowe są cichsze niż przed 20 laty. Na zmniejszeniu hałasu korzystają zarówno osoby mieszkające w pobliżu lotnisk jak i ich pracownicy. « powrót do artykułu

Flinstonom zapewne bardzo podobałby się ten pomysł: drukowanie glinianych naczyń za pomocą zaawansowanych drukarek 3D, które zakończyłby proces zwykłego wypalania. To niezwykłe połączenie tradycji z nowoczesnością zawdzięczamy badaczom z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w Seattle (UW). Pięć lat temu Mark Ganter, profesor inżynierii mechanicznej, zaczął ze swoimi studentami eksperymentować z zastępnikami dla drogich materiałów dla artystów. W efekcie powstała autorska mieszanka proszku ceramicznego, rozdrobnionego cukru i maltodekstryny/alkoholu poliwinylowego. Normalnie surowce te kosztują od 30 do 50 dol. za funt [0,45 kg]. Nasze materiały kosztują mniej niż 1 dol. za funt. Ponieważ Ganter jest wieloletnim entuzjastą i praktykiem druku 3D, zamierza za darmo udostępniać swoje receptury. Dzięki temu uda się upowszechnić druk trójwymiarowy wśród artystów (na razie korzystają z niego technologiczne gałęzie przemysłu, np. lotnictwo lub producenci butów do biegania). Prowadząc zajęcia ze studentami, do tej pory Ganter nie mógł pozwalać im na swobodne eksperymentowanie z prototypami, skoro materiały były tak drogie. Gdy jednak funt kosztuje dolara, nie dbam o to. Zachęcam ich do wypróbowywania nowych rzeczy. Drukarki z Solheim Rapid Manufacturing Laboratory opierają się na technologii atramentówek i wyglądają jak fotokopiarki, które "wypluwają" twarde przedmioty. Dysze wypełnia się substancją wiążącą, która pokrywa cienką warstwę proszku. Wystarczy zaprojektować żądany kształt na komputerze, a następnie przesłać plik do drukarki. Drukowanie warstwa po warstwie trwa od 10 min do godziny. Pojedyncza warstwa ma grubość kartki papieru. Na koniec trzeba zdmuchnąć nadmiar proszku i gotowe! Zespół z UW opracował 3 rodzaje proszków ceramicznych. Można je już kupić w okolicznych sklepach z materiałami dla rzeźbiarzy. Profesor podkreśla, że używanie do druku materiałów innych niż zalecane przez producenta prowadzi, oczywiście, do utraty gwarancji. Naukowcy potrafią na szczęście sami naprawić swój sprzęt, poza tym ryzyko uszkodzenia nie jest wcale takie duże, gdyż stosowany środek jest dość podobny do oryginału. Początkowo Ganter, Duane Storti i Ben Utela pracowali nad biomedycznymi zastosowaniami druku 3D – nad cyfrowym uzyskiwaniem implantów stomatologicznych z tlenku glinu. Po przesłaniu projektu do drukarki oprogramowanie dzieli obiekt na warstwy o grubości od 0,00762 do 0,03302 cm. Ekipa z Seattle zdecydowała się na jeden wymiar - 0,0127 cm. Warstwa proszku odpowiadająca grubości cyfrowej warstwy jest rozpylana na podłożu. Potem zaczyna się rozprowadzanie substancji wiążącej. Kiedy podstawka drukarki się obniża, cały cykl rozpoczyna się na nowo. Po otrzepaniu z nadmiaru proszku prototyp można zaimpregnować woskiem, żywicą epoksydową, klejem cyjanoakrylowym czy elastomerem lub po prostu pomalować.