Стук вагонов вырабатывает энергию

30.11.2012

Инженеры из Стоунбрукского университета получили национальную премию за инновационную разработку устройства по использованию энергии вибрации от железных дорог. Благодаря этому можно сэкономить миллионы долларов в год и одновременно снизить выброс двуокиси углерода в окружающую среду. Работа команды разработчиков была отмечена на ежегодной научной конференции, состоявшейся в Вашингтоне 7-8 ноября 2012 года.

Команда из Стоунбрука под руководством профессора Лей Цзао и двух аспирантов Дэн Лина и Джон Ванга с кафедры машиностроения Научно-технического Центра энергетических исследований, разработали новый способ преобразования нерегулярных, хаотичных колебаний железнодорожных путей в момент прохождения поезда в упорядоченные, регулярные и однонаправленные. Это подобно тому, как электрический выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. Суть работы этого прибора очень проста: вибрация улавливается качающимися вверх-вниз качелями, они раскручивают шестерню, которая вращает вал небольшого генератора строго в одном направлении. Так осуществляется преобразование хаотичных колебаний в периодические. Полученной энергии хватает для управления всевозможными низковольтными датчиками и переключателями.

Профессор Цзао считает, что это изобретение поможет сэкономить более 10 миллионов долларов на расходы по электроснабжению железных дорог только в одном штате Нью-Йорк, наряду с сокращением выброса в атмосферу 3000 тонн CO2 в год.

"В США самая длинная сеть железнодорожных путей в мире, около 140700 км, которые зачастую находятся в отдаленных от городских центров районах. И очень важно, чтобы везде осуществлялось управление так называемой сигнальной сетью, входящей в электрическую инфраструктуру современной железной дороги. Это и светофоры, и всевозможные сигнальные огни, автоматические стрелки и датчики контроля движения, - говорит профессор Цзао. - Наше изобретение поможет получать до 200 ватт электроэнергии от одного проходящего поезда".

Современные виды транспорта обеспечивают потребности человечества в быстром передвижении людей и грузов на различные расстояния. Но при нынешнем уровне развития техники транспорт не является экономичным - теряется значительная часть используемой энергии. За счет всевозможных вибраций, тряски, ускорений, торможений и т.д. энергия безвозвратно рассеивается в окружающую среду. Ученые уже давно пытались найти ей применение, но устройства получались сложными и недешевыми. И вот сегодня при помощи нового устройства эту механическую энергию можно с успехом превращать в электрическую.

Команда Профессора Цзао работает над преобразованием энергии вибрации в электрическую последние несколько лет. Они предполагают использовать энергию колебаний от самых различных источников, включая поезда, автомобили и океанские волны.

<< Назад: Человеческие ткани можно напечатать 01.12.2012

>> Вперед: Водяная планета 30.11.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Крошечный робот для лечения сосудов 02.07.2025 Современная медицина постоянно ищет новые методы борьбы с опасными закупорками сосудов, которые приводят к инсультам и сердечным приступам. Ученые из Стэнфордского университета в США сделали важный шаг вперед, разработав миниатюрное устройство - спиннер, способное эффективно и безопасно удалять тромбы из артерий. Этот крошечный робот представляет собой трубку с тонкими ребрами, которая во время экспериментов была введена в модель артерии, забитой тромбом. За считанные секунды устройство разрушало сгусток и восстанавливало кровоток, что демонстрирует высокую эффективность метода. Проблема тромбов остается одной из главных причин смертности во всем мире, особенно когда речь идет об ишемических инсультах - когда тромб блокирует приток крови к мозгу. Текущие методы тромбэктомии, включающие вакуумные устройства и сетчатые петли, часто оказываются недостаточно надежными: по словам доктора Джереми Хейта, руководителя отделения нейроинтервенций в Стэнфорде, успешное удаление тромба с первой попытки происходит лишь в 50% случаев, а в сложных ситуациях вероятность неудачи превышает 80%. Главное отличие нового спиннера заключается в его способе работы. Вместо того чтобы тянуть или пытаться разорвать тромб, устройство аккуратно сжимает и скручивает липкие волокна сгустка, постепенно уменьшая его размер настолько, чтобы его можно было легко удалить. По словам Джереми Хейта, эффективность этого подхода более чем вдвое превышает существующие технологии, а для самых сложных тромбов, которые раньше удавалось удалить лишь в 11% случаев, спиннер обеспечивает успех в 90% попыток. Тромб формируется из фибрина - белка, связывающего эритроциты в плотный сгусток. Традиционные методы растягивают или рвут тромб, что может привести к его фрагментации и образованию новых закупорок. Новый спиннер использует компрессионные и сдвиговые силы, чтобы равномерно сжать весь сгусток, эффективно справляясь с тромбами различной плотности и состава, в том числе богатыми фибрином. Об этом рассказывает профессор Руике Рене Чжао, старший автор исследования. При введении в сосуд с помощью катетера устройство развивает скорость вращения до 40 тысяч оборотов в минуту. Благодаря особой конструкции с ребрами и щелями создается локальное всасывание, которое мягко прижимает тромб к поверхности спиннера. В результате эритроциты высвобождаются, объем сгустка уменьшается на 95%, а плотный фибриновый комок втягивается внутрь. В лабораторных испытаниях на свиньях спиннер показал почти стопроцентную эффективность в удалении тромбов из мозговых и почечных артерий. Более 500 тестов, включая сложные модели с извилистыми сосудами, подтвердили высокую надежность и полное восстановление кровотока. Сейчас команда готовится к проведению клинических испытаний. Разработчики полагают, что их устройство может найти широкое применение не только в нейрохирургии, но и в других областях медицины, например, для удаления фрагментов почечных камней. Таким образом, крошечный робот-спиннер открывает новые перспективы для безопасного и эффективного лечения сосудистых заболеваний.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026