Навіщо на двигунах літаків малюють спіраль

Спіраль на двигуні літака – це деталь, яка часто викликає цікавість у пасажирів. Багато хто помічав цей незвичайний візерунок на носовій частині турбовентиляторних двигунів сучасних лайнерів, але мало хто знає, для чого він потрібний. Це не прикраса та не випадковий дизайнерський хід. У спіралі є цілком конкретна та важлива функція, пов’язана з безпекою польотів. У цій статті розберемося, навіщо малюють спіраль на двигунах літаків, як вона працює і чому без неї було б складніше забезпечувати безпеку на аеродромах.

Чому спіраль з’явилася на двигунах

Сучасні авіадвигуни, особливо турбовентиляторні, це складні механізми, які обертаються з величезною швидкістю. Лопаті всередині двигуна можуть досягати швидкості в тисячі обертів за хвилину. Коли літак перебуває в повітрі, це не є проблемою для оточуючих, але на землі ситуація змінюється. Під час рулювання, стоянки або підготовки до зльоту двигуни часто продовжують обертатися. І тут виникає ризик.

Лопасті двигуна, що обертаються, практично невидимі для людського ока через високу швидкість. Це створює небезпеку для наземного персоналу — техніків, вантажників, заправників, які працюють поряд із літаком. Випадково підійти занадто близько до працюючого двигуна — значить піддати себе ризику бути затягнутим всередину потужним потоком повітря. Наслідки можуть бути трагічними. Саме для запобігання таким ситуаціям і вигадали спіраль.

Історія появи спіралі

Точна дата появи спіралі на двигунах невідома, але почали активно використовувати з розвитком реактивної авіації у середині XX століття. В епоху гвинтових літаків таке маркування не потрібно: великі пропелери і так були помітні при обертанні. Однак з появою турбореактивних і турбовентиляторних двигунів, де лопаті приховані всередині корпусу, а швидкість обертання зросла в рази, виникла потреба у нових заходах безпеки. Спочатку спіраль з’явилася на військових літаках, де наземні операції часто проводилися поспіхом і в складних умовах. Пізніше цю ідею підхопили у цивільній авіації. Сьогодні спіраль на двигунах – стандарт для більшості великих авіалайнерів.

Як працює спіраль на двигуні

Спіраль наноситься на центральну частину двигуна — так званий спіннер, або конус, що знаходиться перед лопатями. Зазвичай, вона виконана у вигляді контрастного візерунка: біла спіраль на чорному або темному тлі. Коли двигун працює, навіть на мінімальних оборотах, спіраль починає рухатися в очах спостерігача. Цей візуальний ефект створюється рахунок обертання конуса. Замість розмитої плями, яку складно помітити, людина бачить чіткий візерунок, що обертається. Це одразу сигналізує: двигун працює, підходити небезпечно.

Такий простий, але ефективний спосіб допомагає наземному персоналу швидко оцінити ситуацію. Спіраль діє як візуальний індикатор, попереджаючи про роботу двигуна навіть в умовах шуму, коли звук двигуна може бути заглушений іншими факторами, наприклад, вітром або роботою техніки на аеродромі. Крім того, спіраль добре видно у будь-який час доби та за різної погоди, що робить її універсальним рішенням.

Лопасті двигуна, що обертаються, практично невидимі для людського ока через високу швидкість. Це створює небезпеку для наземного персоналу — техніків, вантажників, заправників, які працюють поряд із літаком. Випадково підійти занадто близько до працюючого двигуна — значить піддати себе ризику бути затягнутим всередину потужним потоком повітря. Наслідки можуть бути трагічними. Саме для запобігання таким ситуаціям і вигадали спіраль.

Історія появи спіралі

Точна дата появи спіралі на двигунах невідома, але почали активно використовувати з розвитком реактивної авіації у середині XX століття. В епоху гвинтових літаків таке маркування не потрібно: великі пропелери і так були помітні при обертанні. Однак з появою турбореактивних і турбовентиляторних двигунів, де лопаті приховані всередині корпусу, а швидкість обертання зросла в рази, виникла потреба у нових заходах безпеки. Спочатку спіраль з’явилася на військових літаках, де наземні операції часто проводилися поспіхом і в складних умовах. Пізніше цю ідею підхопили у цивільній авіації. Сьогодні спіраль на двигунах – стандарт для більшості великих авіалайнерів.

Як працює спіраль на двигуні

Спіраль наноситься на центральну частину двигуна — так званий спіннер, або конус, що знаходиться перед лопатями. Зазвичай, вона виконана у вигляді контрастного візерунка: біла спіраль на чорному або темному тлі. Коли двигун працює, навіть на мінімальних оборотах, спіраль починає рухатися в очах спостерігача. Цей візуальний ефект створюється рахунок обертання конуса. Замість розмитої плями, яку складно помітити, людина бачить чіткий візерунок, що обертається. Це одразу сигналізує: двигун працює, підходити небезпечно.

Такий простий, але ефективний спосіб допомагає наземному персоналу швидко оцінити ситуацію. Спіраль діє як візуальний індикатор, попереджаючи про роботу двигуна навіть в умовах шуму, коли звук двигуна може бути заглушений іншими факторами, наприклад, вітром або роботою техніки на аеродромі. Крім того, спіраль добре видно у будь-який час доби та за різної погоди, що робить її універсальним рішенням.

NASA спостерігає за величезною аномалією в магнітному полі Землі

NASA спостерігає за дивною аномалією в магнітному полі Землі: величезною зоною зниженої магнітної інтенсивності в небі над планетою, яка простягається від Південної Америки до південного заходу Африки. Це масштабне та зростаюче явище, відоме як Південноатлантична аномалія (SAA), уже багато років викликає інтерес і занепокоєння вчених, особливо дослідників NASA. Космічні апарати NASA особливо вразливі до ослабленого магнітного поля в межах цієї аномалії, що піддає їх впливу заряджених частинок від Сонця.

Чим небезпечна Північноатлантична аномалія?

Південноатлантичну аномалію NASA порівнює з «вибоїною» в магнітному полі Землі або «вм’ятиною» в космосі. Вона зазвичай не впливає на життя на Землі, але є серйозною проблемою для орбітальних апаратів, зокрема Міжнародної космічної станції, які регулярно проходять через цю зону на низьких орбітах.

У таких випадках знижена магнітна інтенсивність означає, що високозаряджені протони від Сонця можуть викликати короткі замикання і збої в роботі супутників. Ці випадкові удари здебільшого викликають лише незначні глюки, проте вони можуть спричинити втрату даних або навіть незворотні пошкодження критичних компонентів. Через це оператори супутників часто вимикають бортові системи перед входом у зону аномалії.

Чому NASA досліджує SAA?

Окрім захисту своїх супутників, NASA відстежує аномалію, щоб краще зрозуміти це складне та загадкове явище.

«Магнітне поле – це накладання полів від багатьох джерел струму», – пояснював у 2020 році геофізик NASA Террі Сабака з Центру космічних польотів Годдарда в Грінбелті, штат Меріленд.

Основним джерелом магнітного поля вважається рух розплавленого заліза у зовнішньому ядрі Землі, що створює електричні струми. Але ці процеси відбуваються нерівномірно. Вчені припускають, що величезний шар щільних гірських порід, відомий як Африканська велика область з низькою швидкістю зсуву, що знаходиться на глибині приблизно 2900 км під Африканським континентом, може порушувати формування магнітного поля. Це, разом із нахилом магнітної осі планети, спричиняє ослаблення поля в регіоні.

«Спостережувана SAA може бути наслідком ослаблення домінування дипольного магнітного поля в цьому регіоні», – пояснював у 2020 році геофізик і математик NASA Вейцзя Куанг. «Зокрема, локальне поле зі зворотною полярністю посилюється в регіоні SAA, роблячи інтенсивність магнітного поля дуже слабкою – слабшою, ніж у навколишніх районах».

Чи змінюється аномалія?

Вчені постійно отримують нові дані про SAA. Наприклад, у 2016 році дослідники під керівництвом геліофізика NASA Ешлі Грілі виявили, що аномалія поступово дрейфує. Це підтвердили подальші дослідження, зокрема аналіз даних CubeSat у 2021 році. Однак SAA не лише переміщується – у 2020 році вчені зафіксували її розділення на дві окремі області зі зниженою магнітною інтенсивністю. Що це означає для майбутнього SAA, поки невідомо. Однак є припущення, що ця аномалія – не нове явище.

Чи існувала аномалія мільйони років тому?

Дослідження, опубліковане в липні 2020 року, показало, що SAA може бути частиною періодичного магнітного процесу, який триває вже понад 11 мільйонів років. Якщо це так, то це може означати, що SAA не є провісником глобального перевороту магнітного поля Землі, який дійсно трапляється, але з інтервалом у сотні тисяч років. У 2024 році вчені також виявили, що ця аномалія впливає на утворення полярних сяйв на Землі.

Що далі?

Багато питань щодо SAA залишаються без відповіді, але наявність такої великої магнітної аномалії змушує NASA пильно її вивчати.

«Попри те, що SAA рухається повільно, вона змінює свою форму, тому важливо продовжувати спостереження за допомогою нових місій», – сказав Сабака. «Адже саме це допомагає нам створювати моделі та робити прогнози».

Знайдено простий спосіб видалити мікропластик із питної води

Мікроскопічні фрагменти мікропластику у тривожних кількостях проникають глибоко в наші організми, значною мірою через їжу та напої. У 2024 році вчені знайшли простий і ефективний спосіб видаляти мікропластик з води. Команда з Медичного університету Гуанчжоу та Університету Цзінань у Китаї провела дослідження як на м’якій, так і на жорсткій водопровідній воді (багатшій на мінерали).

«Нано- та мікропластик (NMPs), що потрапляє у водопровідну воду з централізованих систем очищення, викликає дедалі більшу глобальну стурбованість, оскільки становить потенційний ризик для здоров’я людини через споживання води», — пишуть дослідники у своїй роботі.

Як кип’ятіння допомагає позбутися мікропластику

Щоб перевірити ефективність методу, вчені додали у воду нанопластик і мікропластик, потім кип’ятили її та відфільтровували осад. В окремих випадках кип’ятіння та фільтрація видаляли до 90% частинок NMPs, хоча ефективність залежала від типу води.

A Surprisingly Easy Way to Remove Microplastics From Your Drinking Water

Просте рішення, доступне кожному

Головна перевага цього методу в тому, що його можна застосовувати вдома, використовуючи звичайний чайник або каструлю.

«Ця проста стратегія кип’ятіння води може «деконтамінувати» NMPs у водопровідній воді та зменшити їхнє потрапляння в організм людини», — зазначає біомедичний інженер Цимінь Ю з Медичного університету Гуанчжоу.

Чому жорстка вода краще очищується від мікропластику?

Виявилося, що кип’ятіння ефективніше у випадку жорсткої води. При нагріванні у ній утворюється накип (карбонат кальцію), який осідає на мікропластику, захоплюючи його у своєрідну кірку.

«Наші результати показали, що ефективність осадження нанопластику зростає зі збільшенням жорсткості води», — пишуть автори дослідження.

Наприклад, при вмісті карбонату кальцію 80 мг/л осаджувалося 34% NMPs, тоді як при 180 мг/л цей показник зростав до 84%, а при 300 мг/л — до 90%. Навіть у м’якій воді кип’ятіння допомагало видалити близько 25% мікропластику.

Як видалити мікропластик після кип’ятіння?

Після кип’ятіння частинки мікропластику, вкриті вапняною кіркою, можна легко відфільтрувати за допомогою сітчастого фільтра, наприклад, звичайного металевого фільтра для чаю.

Ця проста стратегія кип’ятіння води може «знезаразити» NMP з побутової водопровідної води

Чому це важливо?

Попередні дослідження показали, що в питній водопровідній воді містяться частки полістирену, поліетилену, поліпропілену та поліетилентерефталату, які ми щодня споживаємо у різних кількостях. Щоб перевірити метод у найекстремальніших умовах, дослідники додали у воду ще більше нанопластикових частинок — і знову зафіксували значне зменшення їх кількості після кип’ятіння.

«Пиття кип’яченої води може бути ефективною довгостроковою стратегією для зменшення глобального впливу NMPs на людину», — зазначають автори.

Проте вони визнають, що кип’ятіння води є поширеною традицією лише у деяких регіонах світу.

Чи стане кип’ятіння води глобальною практикою?

Дослідники сподіваються, що ця проста практика стане популярнішою, оскільки проблема пластикового забруднення зростає. Хоча точний вплив мікропластику на організм людини ще не до кінця вивчений, відомо, що він може впливати на мікрофлору кишківника та сприяти стійкості бактерій до антибіотиків. Вчені закликають до подальших досліджень, щоб зрозуміти, наскільки кип’ятіння води може допомогти зменшити негативний вплив мікропластику на здоров’я.

«Наші результати підтвердили просту та ефективну стратегію зниження впливу NMPs на людину і заклали основу для масштабніших досліджень», — підсумовують автори. Дослідження опубліковане в журналі Environmental Science&Technology Letters.

Стародавній «оазис життя» пережив найстрашніше масове вимирання на Землі

Викопні знахідки з басейну Турпан-Хамі в Китаї свідчать, що цей регіон був рідкісним наземним притулком під час масового вимирання наприкінці пермського періоду, а швидке відновлення екосистеми було зумовлене стабільними кліматичними умовами. Нове дослідження виявило, що регіон у басейні Турпан-Хамі в Китаї слугував рефугіумом, або «оазисом життя», для наземних рослин під час масового вимирання наприкінці пермського періоду — наймасштабнішої кризи біорізноманіття з часу кембрію.

Опубліковане в Science Advances дослідження ставить під сумнів загальноприйняту думку про те, що наземні екосистеми постраждали так само сильно, як і морські під час цієї катастрофічної події.

Очолюване професором Фен Лю з Нанкінського інституту геології та палеонтології (NIGPAS) Китайської академії наук, дослідження вперше надає чіткі викопні докази існування наземної рослинної спільноти, яка майже не зазнала впливу кризи. Стабільна екосистема підтримувала безперервну еволюцію рослин і сприяла швидкому екологічному відновленню після закінчення вимирання.

Острівці стійкості під час глобальної кризи

Отримані дані свідчать, що деякі наземні регіони уникнули найгірших наслідків вимирання, створюючи осередки стійкості, які відіграли ключову роль у відродженні життя на Землі.

Масове вимирання наприкінці пермського періоду, що сталося приблизно 252 мільйони років тому, знищило понад 80% морських видів, а його вплив на наземні екосистеми досі є предметом дискусій. Одна з поширених теорій стверджує, що вулканічні виверження в Сибіру спричинили масштабні пожежі, кислотні дощі та отруйні гази, які спустошили суходіл.

Погляд на життя після катастрофи

Розкопки в південному Таодунгоу, Сіньцзян, надають унікальну можливість дослідити процеси виживання. Аналіз пилку та спор, разом із точним датуванням за допомогою байєсівської вікової моделі, розробленої професором Ван Яном з Технологічного університету Міссурі, розкрив безперервний запис флори — папоротевих угруповань і хвойних лісів, які існували від 160 000 років до початку вимирання і ще 160 000 років після його завершення.

«Наявність цілих деревних стовбурів і стебел папоротей підтверджує, що ці мікрофосилії належать до місцевої рослинності, а не є перенесеними фрагментами», — зазначив професор Мінлі Ван з NIGPAS.

Викопні залишки стовбура хвойного дерева, знайдені після початку масового вимирання в кінці пермського періоду в секції Південний Таодунгоу. Авторство: NIGPAS

Швидке відновлення екосистеми

Стабільна рослинна база забезпечила швидке відновлення місцевої екосистеми. Викопні знахідки свідчать, що вже через 75 000 років після завершення вимирання регіон підтримував різноманітних тетраподів, зокрема травоїдних Lystrosaurus та хижих хрониозухій. Це відкриття змінює попередні уявлення про те, що відновлення екосистем після масового вимирання наприкінці пермського періоду тривало понад мільйон років. Нові дані свідчать, що в цьому регіоні екологічне різноманіття відновилося більш ніж удесятеро швидше, ніж в інших місцях.

Чому Турпан-Хамі був прихистком для життя?

Ключовим фактором стало стабільне, напіввологе середовище: аналіз ґрунтових відкладень показав, що регіон отримував приблизно 1000 мм опадів на рік. Завдяки цьому він мав більш рясну рослинність і сприятливіші умови для життя, ніж інші території після масового вимирання. Попри близькість до вулканічної активності, що спричинила вимирання, басейн Турпан-Хамі став безпечним притулком для наземного життя.

«Це відкриття свідчить, що локальні кліматичні та географічні умови можуть створювати несподівані острівці стійкості, що дає надію на збереження біорізноманіття перед лицем глобальних екологічних змін», — зазначив професор Фен Лю.

Уроки для сьогодення

На тлі сучасних побоювань щодо шостого масового вимирання, спричиненого діяльністю людини, відкриття цього «оазису життя» підкреслює важливість виявлення та захисту природних рефугіумів.

Космічний корабель Cygnus 30 березня згорить в атмосфері

Вантажний корабель Cygnus від компанії Northrop Grumman відстикувався від МКС 28 березня. За допомогою 17-метрового маніпулятора Canadarm-2 його відвели на безпечну відстань і тепер він знаходиться в автономному польоті. На борту — відходи з МКС, які згорять разом із кораблем 30 березня у щільних шарах атмосфери. На відміну від конкурента Cargo Dragon від SpaceX, Cygnus не вміє повертати вантажі на Землю — він руйнується при вході в атмосферу.

Цей Cygnus стартував до МКС 4 серпня з мису Канаверал, доставивши 3,8 тонни вантажів, незважаючи на проблеми із двигуном, про які NASA повідомило із запізненням. Тим часом до доставки вантажів на МКС готуються інші компанії: Sierra Space з кораблем Dream Chaser планує перший політ влітку, а японський HTV-X від JAXA — восени. NASA продовжує працювати з Northrop Grumman та SpaceX, щоб забезпечити екіпаж станції всім необхідним.

Наступний політ Cygnus планувався на червень, але його скасували: корабель пошкодили під час транспортування до Флориди, і один із його вантажних відсіків отримав серйозні дефекти. Тепер Northrop Grumman готує новий корабель для експедиції восени, а частину вантажів для МКС доставить Cargo Dragon від SpaceX вже 21 квітня. На його борт додадуть більше їжі та матеріалів для екіпажу, скоротивши наукові вантажі, щоб компенсувати скасування місії Cygnus.

Повністю скляний Apple Watch – перший крок до iPhone

iPhone, виліплений з єдиного безшовного аркуша скла. Це бачення, яке колись переслідував колишній керівник дизайну Apple Джоні Айв. Хоча мрія так і не була реалізована, Apple змогла зробити свій перший відчутний крок до неї з повністю скляним Apple Watch. Принаймні так припустив сьогодні одне з джерел інформації. Згідно з обліковим записом Weibo Instant Digital, перш ніж повністю скляний iPhone коли-небудь з’явиться на ринку, ми могли побачити Apple Watch із сенсорною інтерактивною повністю скляною рамою, яка стирає межі між екраном і корпусом.

Китайський leaker не надав жодних доказів на підтвердження своєї заяви. Однак ця концепція з’являється в існуючих патентах Apple, які описують переносні пристрої зі скляними корпусами та інтегрованими сенсорними зонами, вказуючи на майбутнє, де управління жестами та мінімалізм об’єднаються в типовому дизайні Apple.

Патентні заявки Apple на 2021 рік, здається, не вказують на те, що ця концепція входить до найближчих планів компанії, але вони демонструють деякі конкретні сфери досліджень і розробок Apple. З усім тим, створення цілком скляних годинників Apple Watch стане для Apple великим дизайнерським та інженерним кроком, який не обійдеться без проблем.

Найбільш очевидною перешкодою є довговічність. Скло може виглядати витончено та футуристично, але воно також більш крихке, ніж титан, метал і кераміка, які використовуються в існуючих і попередніх моделях Apple Watch. Під час щоденного носіння годинники постійно б’ються, дряпаються та падають, тому Apple потрібно розробити тип скла, який буде набагато міцнішим за те, до якого ми звикли. Наприклад, надміцні композити або ламіновані структури потенційно можуть зміцнити новий вид скла, яке може витримувати падіння, подряпини та згинання з часом.

Патент Apple передбачає, серед інших продуктів, повністю скляні Apple Watch

Взаємодія дотиком — ще одна складна сфера. Якби вся рамка була зроблена зі скла й реагувала на дотик, Apple мала б переконатися, що вона зможе точно відрізнити навмисне торкання від випадкового торкання вашого рукава. І оскільки Apple Watch дуже малий, розташування цих зон дотику мало б бути неймовірно точним.

Крім того, виникають питання про те, куди поділися б ключові компоненти, такі як кнопки, датчики та антени, якби весь корпус був єдиним шматком скла. Створення чогось подібного в масштабі, гарантуючи бездоганність, також потребує серйозних проривів у тому, як виготовлявся пристрій. Якщо Apple зможе вирішити ці проблеми, цілком скляні Apple Watch можуть стати першим кроком до бездоганних, футуристичних пристроїв, про які давно мріяли такі дизайнери, як Айв. Але поки не затримуйте дихання.