Машины-монстры или ОНИ самые-самые

[Виктор Уткин]

Решил сделать интересную новую тему об интересных достижениях человека.

Машины-монстры - все об самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: THOR - самый "продвинутый" в мире манекен для проведения крэш-тестов.

С момента появления первых автомобилей прошло совсем немного времени до того, как автомобили стали совершеннее и смогли развивать высокие скорости, столкновения на которых уже представляли собой опасность для жизни водителя и пассажиров. Поэтому, в Государственном университете Детройта, в 1940-х годах впервые в истории начались проводиться крэш-тесты для изучения воздействия на тело человека эффектов столкновений на высокой скорости. И первыми манекенами, используемыми для крэш-тестов, были трупы людей. Но, такое продолжалось недолго из-за этических и моральных причин. Чуть позже, по мере развития технологий, для проведения крэш-тестов стали использовать манекены, оснащенные множеством всевозможных датчиков, которые со временем становились все совершеннее и совершеннее.

Одним из испытательных манекенов ATD (anthropomorphic test device) является линейка манекенов THOR (Test device for Human Occupant Restraint). Манекен THOR NT, ростом 175 сантиметров и весом 78 килограмм разработан таким образом, что он полностью подражает строению тела среднестатистического мужчины, его пропорциям, росту и весу. Линейка манекенов THOR так же включает в себя манекены женщин, детей и даже младенцев. Так же существуют манекены пешеходов для изучения процессов, происходящих при наезде автомобиля на пешехода.

Все манекены линейки THOR имеют подобный человеческому спинной хребет и тазобедренный сустав, что позволяет манекену принимать практически любое сидячее положение, в котором может находиться человек. Сам хребет и элементы грудной клетки манекена буквально напичканы датчиками, среди которых находятся трехкоординатные датчики-акселерометры, множество датчиков угловой ориентации и другие датчики, с помощью которых измеряются значения вращающих моментов, движений и ускорений, которым подвергаются внутренности человека в момент катастрофы.

Лицо манекенов THOR состоит из пяти независимых пружинных секций, опять же оснащенных множеством различных датчиков. С помощью датчиков можно определить воздействие, которое оказывается на голову манекена при ударе об руль, об ветровое стекло или подушку безопасности.

Все датчики манекенов THOR обеспечивают съем более 100 точек различных данных, что позволяет с высокой точностью идентифицировать степень повреждения человеческого организма, начиная от незначительных повреждений и закачивая тем, о чем обычно говорят "просто размазало". Никакой другой подобный манекен в мире не может обеспечить получение столь полного набора данных.

В мире еще нет единого стандарта на манекены для проведения крэш-тестов. Но многие ведущие автопроизводители, включая Volvo, Toyota, GM и Ford покупают для проведения тестов манекены THOR стоимостью по 175 тысяч долларов каждый. Несмотря на такую высокую стоимость того, что в конце концов будет сломано, это все же лучше, чем использование мертвых людей.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: Энергетический ускоритель Z-machine способен выработать импульс энергии мощностью 210 тераватт.

Эта сложнейшая установка, которую Вы можете увидеть на снимках, называется Z-machine, и представляет собой мощнейший в мире энергетический ускоритель. Ускоритель Z-machine расположен в Национальной лаборатории Сандия (Sandia National Labs) в Нью-Мексико. В течение нескольких миллиардный частей секунды ускоритель может высвободить энергию 210 тераватт, что в 80 раз превышает энергию, вырабатываемую электростанциями всего мира.

Импульсный энергетический ускоритель представляет собой по сути огромный электрический конденсатор, способный накопить заряд от 1.5 до 2.2 мегаджоулей. Накопление заряда происходит постепенно, в течение нескольких часов времени, не создавая пиковой повышенной нагрузки на энергетические сети. Но вот отдать накопленную энергию ускоритель может практически моментально в одном коротком сверхмощном импульсе.

Целью создания ускорителя Z-machine является моделирование и изучение процессов, происходящих во время ядерного взрыва. Для этого весь заряд энергии пропускают сквозь ядро, цилиндр, изготовленный из множества тонких вольфрамовых проводов. При подаче энергии каждый провод взрывается, образуя облако плазмы, которое сжимается мощным внешним магнитным полем. При этом высвобождается огромное количество энергии в виде рентгеновского излучения и высокой температуры, которая может достигать отметки от 1.6 до 2.2 миллионов градусов по шкале Цельсия. Вышеперечисленные условия являются приближением к условиям, которые возникают при подрыве ядерного заряда. Так же в последнее время ускоритель Z-machine используется для проведения экспериментов по разработке технологий управляемого термоядерного синтеза.

Второй из приведенных здесь снимков демонстрирует ускоритель Z-machine в момент так называемого "выстрела". Ядро из вольфрамовых проводов находится в самом центре установки, а электроэнергия подается к нему извне со всех сторон. Токопроводящие части погружены в дистиллированную воду, которая выступает в роли электрического изолятора и охладителя, но электрические заряды и токи настолько велики, что вокруг ускорителя появляются молнии и электрические дуги.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: БелАЗ 75600 - самый большой самосвал в мире.

Очередной "монстр", которого мы Вам представляем в серии статей "Машины-монстры", является детищем известного всем белорусского машиностроительного объединения БелАЗ. Карьерный самосвал БелАЗ 75600, о котором сейчас пойдет речь, является самым последним и современным самосвалом белорусских автомобилестроителей, изготовленным с использованием современных технологий и инновационных решений. Имея размеры 14.5 метров в длину, 9.25 метра в ширину и 7.22 метра в высоту, БелАЗ 75600 является самым большим автомобилем в мире на сегодняшний день, потеснив с этого места самосвал Terex 33-19 "Titan" производства компании General Motors.

Самосвал БелАЗ 75600 весит около 230 тонн. Двигает всю эту огромную массу дизельный двигатель Cummins QSK 78-C, мощностью 3500 лошадиных сил, который вращает привод электрогенератора переменного тока, вырабатывающий энергию для электродвигателей, вращающих колеса. Использование электромеханической трансмиссии, работающей на переменном токе, является одной из инноваций, использованных при создании этого самосвала. Высокий вращающий момент, развиваемый электродвигателями трансмиссии, позволяет этому автомобилю развивать скорость до 65 км/ч. Объем кузова БелАЗ 75600 составляет от 139 до 199 кубических метров, а грузоподъемность - 320 тонн. Колеса самосвала используют покрышки 55/80R63.

Самосвал БелАЗ 75600 был разработан белорусскими инженерами в 2005 году, а уже в 2006 году первый такой автомобиль начал эксплуатироваться на одном из российских карьеров. В настоящее время некоторое количество таких самосвалов уже работает в карьерах и других объектах горнодобывающей промышленности по всему миру. Естественно, что такие монстры доставляются на место эксплуатации в частично разобранном виде, а окончательная сборка и наладка агрегатов автомобиля осуществляется на месте в полевых условиях.

Интересен тот факт, что шум от двигателя самосвала в момент его запуска превышает болевой порог человека, поэтому персонал, находящийся в этот момент неподалеку использует специальные средства защиты органов слуха человека.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: Man Roland Lithoman - машина, способная отпечатать 3.2 миллиона страниц в час.

Несмотря на широкое распространение, которое получают в последнее время электронные издания, издания, выходящие в обычном, печатном виде, еще не скоро начнут сдавать свои позиции. К примеру, в США ежедневный оборот популярного журнала "Wall Street Journal" составляет 2.1 миллион экземпляров, это тонны бумаги, чернил, и всего пять часов работы печатной машины Man Roland Lithoman.

Машина Man Roland Lithoman представляет собой высокоскоростную машину цветной офсетной печати. Основой процесса печати, используемого в этой машине, является взаимное отталкивающее действие воды и чернил, изготовленных из маслянистых органических соединений, которое позволяет перенести чернила на бумагу. Текст и рисунки переносятся с негативов на поверхность печатающих пластин, изготавливаемых из алюминия или специального полимера, с помощью метода химического травления. Для каждого из четырех основных цветов палитры CMYK изготавливаются отдельные печатающие матрицы.

После изготовления матрицы устанавливаются в недра машины Man Roland Lithoman и последовательно обрабатываются то водой, то чернилами соответствующего цвета. После этого чернила с матрицы сначала переносят на резиновый барабан, с которого осуществляется перенос изображения уже непосредственно на бумагу.

Но все, описанное в предыдущем абзаце, происходит на потрясающе высоких скоростях. Работая в номинальном режиме, последняя модель печатной машины Lithoman способна в час печатать по 40 тысяч копий высококачественных полноцветных журналов, объемом по 64 страницы, а максимальная производительность составляет порядка 3.2 миллиона страниц в час, но качество получаемого изображения при этом несколько ухудшается.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: Cristobal Colon - самый большой в мире подводный "пылесос".

Для очистки дна рек, каналов и акваторий портов обычно используют плавучие установки, называемые землечерпалками, которые выбирают верхний слой грунта. И, если первые землечерпалки представляли собой нечто вроде конвейерной лены с насаженными на нее черпаками, то современные землечерпалки работают по принципу пылесоса, втягивая в себя грунт со дна и переправляя его в бункер через трубу. Среди вакуумных землечерпалок судно Cristobal Colon является самым большим и самым мощным подводным "пылесосом" в мире.

Судно Cristobal Colon было построено в 2009 году испанской судостроительной компанией Construcciones Navales del Norte. Его длина составляет 223 метра, ширина 41 метр и высота - 15 метров. Общий вес судна составляет 78 тысяч тонн, а в свои бункера судно в состоянии вместить 46 тысяч кубических метров пород, поднятых со дна реки или океана. Несмотря на внушительные габариты, судно Cristobal Colon может посостязаться по скорости с судами схожих размеров, максимальная скорость, развиваемая судном, составляет 18 узлов, а крейсерская - 16 узлов.

В дополнение ко всему вышеперечисленному, судно Cristobal Colon является самой глубоководной землечерпалкой в мире. Глубина выемки пород составляет 150 метров. Это достигается за счет двухступенчатой системы насосов, погружаемых на глубину друг за другом, на глубину по 80 метров. Каждый из насосов приводится в действие электродвигателем, мощностью по 6500 КВт, таким образом, судно расходует на подъем грунта энергию, достаточную для освещения не очень маленького города.

Легковесная решетчатая конструкция защищает от повреждений подводную систему землечерпалки, состоящую из головки и трубопроводы, диаметром 1.3 метра. Менее чем за час это судно может собрать пласт грунта, толщиной в шесть метров, на площади, равной площади футбольного поля.

Стоимость судна Cristobal Colon составляет 175 миллионов евро, но эта цифра не пугает людей, заинтересованных в проведении работ по "уборке" водоемов. В 2010 году на воду было спущено судно Leiv Erikkson, являющееся полным близнецом судна Cristobal Colon.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: Миниатюрный микроскоп, имплантируемый в голову и "смотрящий" на головной мозг.

Лабораторные грызуны, крысы и мыши, использовались учеными издавна для проведения всевозможных экспериментов, испытаний новых лекарственных препаратов и других научных целей. Но, проводя эксперименты с грызунами весьма непросто получить картину происходящих в их головном мозге процессов. Но с помощью этого сверхминиатюрного микроскопа, устанавливаемого в виде своеобразной "шляпы" на голову грызуна, интересующие ученых области головного мозга будут видны как на ладони. При этом у грызуна сохраняется свобода движений и перемещений.

Этот микроскоп был создан учеными-нейробиологами из Стэнфордского университета. Устройство представляет собой сверхминиатюрный флуоресцентный микроскоп, устанавливаемый с помощью специального приспособления над отверстием, вырезанном в черепной коробке грызуна. С помощью этого микроскопа ученые будут в состоянии изучать и измерять процессы, происходящие в мозге грызуна в то время, как грызун будет спокойно перемещаться или выполнять другие действия.

Помимо всего вышесказанного новый микроскоп обладает весьма высокой точностью и разрешающей способностью. Его область может охватить одновременно 200 клеток головного мозга, что превышает аналогичный показатель обычных современных микроскопов, использование которых требует того, что бы подопытный грызун все время оставался неподвижен.

Конструкция микроскопа собрана из недорогих частей, некоторые из которых выпускаются серийно. Несмотря на то, что на создание первого опытного образца микроскопа было потрачено около 50 тысяч долларов, при небольшом мелкосерийном производстве таких устройств их стоимость будет уменьшена минимум на порядок.

Разработчики этого микроскопа утверждают, что такие устройства могут использоваться не только применительно к грызунам, его можно использовать на любых видах животных. Вероятно, что такие микроскопы будут использоваться и для изучения головного мозга человека.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: роторный карьерный экскаватор СРс(К)-2000.

Самый большой в мире открытый карьер по добыче каменного угля, угольный разрез "Богатырь", находится близ города Экибастуз, Казахстан. В 1985 году на этом карьере была зарегистрирована самая большая выработка каменного угля в мире, которая составила 56.8 миллионов тонн в год, благодаря этому показателю, угольный разрез "Богатырь" был внесен в том же 1985 году в книгу рекордов Гиннеса. Для того, что бы обеспечить такую рекордную выработку на этом карьере используются действительно машины-монстры, роторные карьерные экскаваторы СРс(К)-2000.

В настоящее время в угольном разрезе "Богатырь" работают пять таких экскаваторов, изготовленных германскими машиностроителями. Высота экскаватора СРс(К)-2000 составляет порядка 45 метров, его вес превышает 2 тысячи тонн, а его стоимость на момент изготовления составляла 100 миллионов долларов. С помощью своего вращающегося ротора экскаватор СРс(К)-2000 способен извлечь 4500 тонн угля в час.

Эти монстры-машины прошли долгий жизненный путь. Трудовой стаж каждого экскаватора СРс(К)-2000 превысил порог в 25 лет и, естественно, сейчас машины нуждаются в ремонте и модернизации. Две машины уже прошли в 2009-2010 году процесс модернизации и ремонта, в ходе которых были выполнены замена всего электрического оборудования, установка и ремонт всех силовых агрегатов, и, так же, была установлена новая современная система управления. Аналогичный процесс модернизации очередных двух экскаваторов запланирован руководством Евроазиатской Энергетической Корпорации на 2011-2012 года.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: WAS 5000 - cамый громкий в мире "громкоговоритель".

Если Вам недостаточно звука, когда Вы выворачиваете на максимум регулятор громкости Вашего усилителя, то, вероятно, Вам нужен самый громкий динамик в мире. "Was 5000" (Wyle Acoustic Source), мобильный источник звука, разработанный в компании Wyle Laboratories, может генерировать звуковые колебания в диапазоне от 25 до 5000 Гц, мощностью 10 КВт, при этом сила звука составляет 165 децибел.

Что бы понять значение мощности звука, можно указать, что звуковой болевой порог человека составляет 125 децибел, на самых "громких" рок-концертах уровень звука достигал значения 130 децибел, и это столько же, сколько шума производит реактивный двигатель, работающий в режиме форсажа. Отметим, что шкала уровня звука является нелинейной. Мощность звука удваивается каждые три децибела. Это означает, что звук в 90 децибел в четыре раза сильнее звука в 84 децибела.

Исходя из вышесказанного, можно сделать заключение, что установка "Was 5000" по уровню звука более чем в десять раз более мощна, чем реактивный двигатель и в пять раз мощней взлетающего Шаттла. Естественно, что находится в момент работы "Was 5000" рядом с ней просто опасно для жизни. Звук не только повредит барабанные перепонки и приведет к сотрясению мозга, он может привести даже к летальному исходу.

Так для чего же используются подобные генераторы? Основной областью применения генератора звука "Was 5000" является проведение испытаний космических аппаратов и элементов конструкций самолетов. Установка "Was 5000" была использована при испытаниях на прочность конструкций марсоходов Spirit и Opportunity, ракет AMRAAM, спутников DirectTV, XM Radio и спутников других производителей. Американские военные используют установку "Was 5000" в составе другой установки, "The Mother of All Speakers", которая используется для моделирования условий на поле боя.

Помимо всего вышеперечисленного установки типа "Was 5000" используются в системах активного шумоподавления. С их помощью вырабатывают звуковые волны, равные по амплитуде, но находящиеся в противофазе с шумовыми звуковыми волнами. Это позволяет подавить шум в местах, где есть источники громкого звука, к примеру, в аэропортах и на некоторых промышленных предприятиях. Одна из установок "Was 5000" уже много лет используется в системе активного шумоподавления в аэропорту Балтимора, Вашингтон.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: Russian Arm - камера, с помощью которой в Голливуде снимают самые острые сцены погонь на автомобилях.

Наверняка Вы видели остросюжетные фильмы, режиссерами которых являются Джерри Брукхаймера (Jerry Bruckheimer) или Джей-Джея Абрамса (JJ Abrams). Если это так, то почти со стопроцентной вероятностью в этих фильмах были сцены, снятые с помощью камеры Russian Arm. Камера Russian Arm является камерой, стабилизированной массивными гироскопами, которая установлена на телескопической "руке", закрепленной на крыше внедорожника. Стоит отметить, что именно с помощью этой камеры были сняты все безумные и острые сцены автомобильных погонь, снятые Голливудом за последние три десятилетия.

Камера Russian Arm является детищем киевской компании "Фильмотехник", название которой говорит о ее специализации. Эта компания была организована в 1990 году Анатолием Кокушем, который впоследствии стал обладателем технической премии Оскара благодаря именно камере Russian Arm. Консрукция камеры оказалась настолько удачной, что камера остается устойчивой и застабилизированной при движении на высоких скоростях и даже при преодолении препятствий, таких как бордюры и ямы. Это достигается за счет использования массивной гироскопической подвески и специальной конструкции амортизаторов, поддерживающих "руку" камеры в необходимом положении.

Вес всей установки, включая 24 килограмма веса самой камеры и вес системы противовесов, составляет 300 килограмм. Камера может быть помещена в произвольном положении вокруг автомобиля-внедорожника, на котором она установлена. Камера может быть опущена вниз на высоту 30 сантиметров от дороги и поднята вверх на высоту 4.5 метров, при этом длина руки-манипулятора составляет 3.7 метра. Подвеска камеры имеет три степени свободы, полный оборот вокруг одной из осей камера делает за шесть секунд.

Система камеры Russian Arm устанавливается на внедорожник Mercedes ML55 AMG, который вместе с установленной камерой может развить скорость до 185 километров в час. Внутри автомобиля во время съемок находятся три человека, водитель, оператор, который управляет с помощью джойстика положением камеры, и техник, на всякий случай. Режиссер общается с экипажем автомобиля с помощью системы радиосвязи iCom.

На борту автомобиля установлены 8 мониторов, 5 из который показывают изображение с камеры, а еще три используются для второстепенных служебных целей. Поток видеоданных записывается устройством записи DVD-дисков NDT 200 DVR и может быть передано за пределы автомобиля на дистанцию до 300 метров с помощью системы беспроводной связи.

Камера Russian Arm использовалась в съемках таких известных фильмов, как "Железный человек 2", "Миссия невыполнима 3", "Невероятный Халк" и других. Помимо этого съемки этой камерой производились для производства рекламы каждого из ведущих мировых производителей автомобилей.

[Виктор Уткин]

Машины-монстры: Habbakuk - проект самого большого в мире авианосца, сделанного изо льда.

Во времена Второй мировой войны практически все страны сделали большие рывки в науке, технике и технологиях. Благодаря этому начинали реализовываться даже весьма необычные и диковинные проекты. Британский изобретатель Джеффри Пайк (Geoffrey Pyke) как раз и предложил английскому флоту подобную безумную идею, идею создания самого большого, даже по сегодняшним меркам, авианосца, изготовленного в большей части изо льда.

Материал, из которого предполагалось строить авианосец, был назван пайкрит (Pykrete), о происхождении названия догадаться весьма нетрудно -). Пайкрит представлял собой материал, состоящий на 86 процентов из льда и на 14 процентов из мелких древесных опилок. Идея использования столь необычного конструкционного материала родилась у Пайка в связи с острым дефицитом металла, который наблюдался в Великобритании в те времена, и из-за чего Великобритания не могла реализовать некоторую часть своих планов, направленных против фашистской Германии.

Так как основой пайкрита был обычный лед, то его можно было произвести практически в любых количествах. Но вместе с этим пайкрит наследовал некоторые недостатки обычного льда - он таял, хотя и более медленно, чем чистый лед. Подразумевалось, что растаявший материал можно было восстанавливать прямо в море, используя забортную воду.

Проект, получивший название Habbakuk начал разрабатываться усилиями подразделения U.K. Combined Operations division, в состав которого входили как и военные, так и гражданские служащие. Согласно планам судно должно было иметь длину 610 метров, 92 метра в ширину и 61 метр в высоту. Общий вес судна превышал бы два миллиона тон, а его конструкция была бы изготовлена из 12-метровых блоков пайкрита.

Размеры судна являются гигантскими даже по сегодняшним меркам. Для сравнения, длина авианосца класса Nimitz составляет около 330 метров, ширина - 77 метров, а вес - около 100 тысяч тонн. Современные авианосцы несут в среднем около 90 самолетов и обслуживаются командой в 3 тысячи человек. Авианосец Habbakuk, благодаря его габаритам был бы способен нести около 200 истребителей, а его обслуживанием и управлением занималась бы команда из 3700 человек.

Как и большинство подобных монстрообразных проектов, реализация проекта Habbakuk закончилась строительством опытного образца такого "ледяного" судна из пайкрита, длиной 20 метров.

Ну а известные "Разрушители мифов" Джейми Хинемен и Адам Сэвэдж изготовили несколько образцов пайкерита и провели некоторые их испытания, сравнивая материал Пайка со льдом, которые продемонстрировали то, что Джеффри Пайк в свое время был не так уж и неправ, предлагая использовать этот материал. Видео "Разрушителей мифов", экспериментирующих с пайкритом, можно посмотреть по этому адресу.