Спроектированная революция: Синхронная технология
В самом деле, еще до того, как объект поступит в производство, его нужно не просто придумать, но и тщательно продумать — иначе говоря, спроектировать. И если Платон утверждал, что каждый стул — отражение некоей универсальной «идеи стула», то мы с большой уверенностью можем заявить, что у каждого стула — своя идея, и идея эта зовется — «проект».
Проектирование — ключевой этап появления каждого нового предмета, результатом его должно стать полное, всестороннее описание каждого аспекта, от трехмерной формы и материалов до жизненного цикла изделия. Своего рода «цифровая идея», которая затем воплощается в реальность.
Как и Платон, и философия, и вообще масса различных концепций, проектирование пришло к нам из Древней Греции, где оно, правда, касалось лишь архитектуры и создания строительных и военных машин. По-настоящему большое значение проектирование приобрело лишь с началом современной промышленности и массового производства.
Первая революция
То, как выглядело проектирование в ту докомпьютерную эру, легко представить. Сотни чертежей, десятки инженеров — и целые горы бумаги. С появлением компьютерных систем ситуация поначалу не изменилась: тем громоздким машинам можно было доверить разве что некоторые расчеты и операции. Первая революция в этой области состоялась лишь в 1968 г., когда Иван Сазерленд, разработчик из легендарного MIT, представил программу SKETCHPAD. Она в корне изменила способ взаимодействия проектировщика с компьютером, позволяя упростить и автоматизировать целый ряд задач.
К примеру, Сазерленд переосмыслил сам процесс черчения. Его программа впервые позволила оперировать отдельными объектами — к примеру, изменяя свойства одной детали, встречающейся на множестве чертежей, не было нужды перерисовывать ее на каждом, это происходило автоматически. Это был также один из первых случаев использования «цифровой ручки» для черчения, похожей на те, которыми пользуются сегодня дизайнеры на компьютерных планшетах.
Трехмерность и параметрическое моделирование
Следующую революцию в проектировании легко предсказать: переход к трехмерности, и она состоялась уже в 1970-х. Но еще более важной оказалась третья — переход от прямого моделирования к параметрическому. О «прямом» моделировании мы говорили выше: конструктор может непосредственно менять геометрию модели, не задумываясь о последствиях. Можно, скажем, поменять диаметр какого-то отверстия, кривизну отдельной линии, это никак не повлияет на остальные элементы, которые по логике вещей должны быть с ним связаны. Фактически конструктор изменяет только то, что он видит, что хочет изменить и что выделил на экране манипулятором.
В 1980-х состоялся весьма знаменательный отказ от этой модели и переход к параметрическому моделированию. Работающие на этом принципе системы автоматизированного проектирования (САПР) фиксируют все действия конструктора и дизайнера с самого начала, формируя своего рода «рецепт» создания модели. И если впоследствии будут изменяться какие-то детали или параметры, внесенные на самых ранних этапах разработки, САПР сможет автоматически применить необходимые изменения не только к этой детали, но и ко всем связанным с нею.
Сегодня параметрическое моделирование стало отраслевым стандартом, проектирование современных сложных объектов без него просто немыслимо. Впрочем, и тут не обходится, конечно, без проблем. Представьте, что на построение вашей модели требуется много сотен сложных операций, а на одном из последних этапов вам понадобилось изменить какую-нибудь не слишком значительную деталь, глубину какого-нибудь паза. Вам придется «рыскать» по всему древу построения модели, искать нужный этап, на котором этот паз появляется, вносить изменения — притом что над проектом трудятся обычно несколько конструкторов, древо непрерывно меняется, и на такую рутинную операцию уходят массы времени и сил.
Еще запутанней процесс оказывается тогда, когда приходится использовать в работе отдельные элементы, спроектированные в другой CAD-системе, правила построения которой или взаимосвязи между ее элементами утеряны при импорте из другой CAD-системы или намеренно скрыты дизайнером из коммерческих соображений.
Синхронно!
Разрубить гордиев узел проблем параметрического моделирования обещает новая синхронная технология, созданная в лаборатории компании Siemens PLM Software. Синхронный подход объединяет возможности и преимущества параметрического и прямого моделирования. Ведь и прямое имеет свои неоспоримые достоинства: оно не фиксирует каждый этап проектирования и позволяет гибче и быстрее вносить все изменения.
Ключевым моментом новой технологии является отказ от рассматривания элементов модели в виде иерархического древа «родитель-потомок». Система рассматривает их не в виде временнОго древа, соответствующего операциям, произведенным конструктором, а в рамках возникших между элементами отношений. В итоге самые первые операции можно изменять так же легко и быстро, как и последние. Будь то запланированное заранее изменение или срочная и неожиданная переделка, процесс займет секунды вместо требовавшихся ранее часов. Все изменения при синхронном моделировании объекта происходят в реальном масштабе времени, результат виден сразу.
Система способна самостоятельно измерить геометрию даже неизвестной детали и правила, по которым она строится. Математика от Siemens PLM Software автоматически вычисляет общие ограничения и исполняет типичные команды, которые нужно сделать, чтобы отредактировать объект.
Сама синхронная технология реализована в виде дополнительного программного слоя, внедренного в ядро таких популярных платформ моделирования, как D-Cubed и Parasolid. Показано, что она повышает производительность труда конструкторов в разы — причем, чем сложнее задача, тем заметнее этот эффект, и в некоторых случаях эффективность возрастает уже в сотни раз!
По остроумному замечанию Джека Бикмэна (Jack Beeckman) разработчика компании Liebert, известного поставщика электрооборудования, «технология открывает новую эру в моделировании и позволяет инженеру обрести долгожданную возможность, собственно, быть инженером, то есть — думать в терминах того, "что" мы хотим от модели, а не "как" мы этого можем достичь».
ß
NASA прямо говорит, что ни о какой внеземной природе НЛО пока речи не идет. Поэтому агентство планирует расследовать все известные случаи с научной точки зрения
Эксперты, участвующие в исследовании, будут собирать соответствующие данные о наблюдениях неопознанных явлений в атмосфере, чтобы выяснить, как лучше всего регистрировать такие явления в будущем и определить, как NASA может использовать новую информацию для улучшения научного понимания таинственных объектов.
Как NASA будет изучать НЛО
Объявление о новой программе, которая должна стартовать в начале осени и продолжится примерно девять месяцев, происходит чуть более чем через три недели после знаковых слушаний в Конгрессе, на которых законодатели пригласили двух старших экспертов по разведке и обороне доложить о событиях наблюдений НЛО. Слушание было сосредоточено на отчете Пентагона за июнь 2021 года о 144 документированных наблюдениях таких объектов пилотами ВМС США с 2004 года, большинство из которых, по мнению департамента, «представляют собой физические объекты».
Из 144 наблюдений НЛО 18, как сообщалось, вели себя во время полета крайне необычно, при этом неопознанные объекты, по-видимому, «оставались неподвижными при ветре в воздухе, двигались против ветра, резко маневрировали или двигались со значительной скоростью, без видимых ускорителей», говорится в отчете.
Выпущенные видеоклипы, наряду с рассказами очевидцев от пилотов военно-морского флота, также указывают на то, что по крайней мере некоторые из этих «кораблей» движутся с гиперзвуковой скоростью.
В последний раз крупное исследование НЛО, поддержанное правительством, состоялось в 1969 году, когда расследование ВВС США под названием Project Blue Book закончилось тем, что ни один необъяснимый летающий объект не был подтвержден и что ни один из них никогда не считался угрозой для человечества. Затем, почти 50 лет спустя, в 2017 году, Politico и New York Times выпустили серию сообщений о секретном исследовательском офисе НЛО в Пентагоне. Эти отчеты включали показания пилотов военно-морского флота и экипажей воздушных судов, которые сталкивались со странными воздушными объектами почти ежедневно. Во время своего правления Дональд Трамп поручил Пентагону подготовить отчет со всей известной информацией о случаях с НЛО. Джо Байден пошел дальше и обязал «офис НЛО» делать ежегодные отчеты и раз в полгода выступать с результатами своих наблюдений в Конгрессе.
ß
Может быть, вы всю жизнь покупали не те яйца?
На самом деле, это деление говорит только о размере и весе яйца. Во всем мире яйца делят именно по этому принципу, но такая маркировка существует только в странах постсоветского пространства.
Однако эта категоризация не ограничивается только 0, 1 и 2. Во-первых, яйца делят на две большие группы: С и Д. С — это столовое яйцо, которое хранится в холодильнике до 90 дней, а при комнатной температуре до 25 суток. Д — диетические яйца, которые должны храниться не более семи дней после снесения курицей.
А дальше маркировка говорит уже категории по весу:
- В — высшая категория, самые крупные яйца весом более 75 грамм;
- О — отборные, вес — от 65 до 74,9 г;
- 1 — первая категория, вес — от 55 до 64,5 г;
- 2 — вторая категория, вес — от 45 до 54,9 г;
- 3 — третья категория, вес — от 35 до 44,9 г.
Однако по вкусу и качеству эти яйца совсем не различаются.
Не вся еда ведет себя одинаково спокойно в микроволновой печи. Некоторые продукты могут «взрываться». Но почему?
Вы ворчите, неохотно вытирая забрызганный соус для спагетти или остатки печеного картофеля изнутри вашей микроволновой печи. Что такого в этих чудесах современной техники, что делает некоторые продукты более взрывоопасными, чем другие?
Почему в микроволновке взрываются продукты
Микроволновые печи используют микроволновое излучение (безвредную форму электромагнитного излучения) для нагрева еды. В то время как традиционная печь передает тепло снаружи пищи внутрь, микроволны способны проникать глубже, нагревая примерно равномерно все слои продукта.
Если в пище высокое содержание воды, как в яйце или картофеле, вода расширяется и превращается в пар. Не имея выхода, внутреннее давление пара быстро увеличивается, пока пища не взорвется.
Вот почему вам нужно проделать дырки в картофеле и замороженных продуктах перед их приготовлением — нужно дать пару выход. Для густых соусов и овсянки частое перемешивание — лучший способ рассеять пар и предотвратить разбрызгивание.
Размеры Вселенной и объектов в ней поражают. Нам сложно вообразить размеры даже среднего по массе Млечного Пути, но существуют и гораздо более огромные структуры. Одна из них тянется на 10 миллиардов световых лет
Астрономы постоянно открывают новые и новые объекты на просторах нашей Вселенной. Раньше люди считали, что существует только одна галактика — Млечный Путь, — которая является самым большим объектом во Вселенной. Однако позже оказалось, что таких галактик триллионы, а многие из них образуют скопления и сверхскопления, а также еще более массивные объекты.
На самом деле, во Вселенной есть несколько классов структур, которые можно назвать огромными. Начнем с галактик. Самой большой из них является галактика IC 1101. В ней находится порядка 100 триллионов звезд, а протяженность этого гиганта составляет 6 миллионов световых лет. IC 1101 в 60 раз крупнее Млечного Пути и в 2000 раз массивнее.
Другой класс объектов — скопления и сверхскопления галактик. Первые представляют собой комплекс гравитационно связанных галактик, а вторые — связанных скоплений галактик. Самым большим галактическим скоплением на сегодняшний день является объект El Gordo (ACT-CL J0102-4915). Он расположен более чем в 7 миллиардах световых лет от Земли, а его масса составляет около 3 квадриллионов солнечных. Подсчитать количество звезд в этой структуре пока не удалось даже приблизительно.
Но самыми крупными гравитационно связанными структурами во Вселенной являются так называемые стены. Они состоят из сверхскоплений галактик и огромных протяженных потоков газа. Самой большой из них на сегодня является Великая стена Геркулес — Северная Корона. Эта неоднородная структура тянется на 10 миллиардов световых лет и занимает около 10% диаметра Вселенной. По последним наблюдениям, в эту стену входят тысячи или даже миллионы галактик.
Пока идет ягодный сезон нужно успевать набраться витаминов! Но не стоит есть ягоду, не помыв ее должным образом
Во-первых нужно примерно понять, когда вы планируете есть ягоды. Если вы думаете съесть их в течение 24 часов после покупки (или сбора), то лучше оставить их нетронутыми, но накрыть чем-нибудь (например, полотенцем). Если вы уверены, что ягода простоит у вас несколько дней, то мыть ее тоже не стоит, но хранить уже лучше в холодильнике. В таких условиях черника и клубника могут сохраняться 5-7 дней, а ежевика и малина — 3-5 дней.
Мыть стоит только те ягоды, которые вы собираетесь съесть прямо сейчас. Дело в том, что они легко впитывают воду, поэтому, если вы помоете их, а затем положите в холодильник, они могут заплесневеть или стать очень мягкими.
Как правильно мыть ягоды
Общая последовательность действий для всех ягод довольно проста:
- Засыпьте ягоды в дуршлаг
- Аккуратно промойте их под прохладной проточной водой
- Переложите ягоды из дуршлага на плоскую поверхность
- Высушите их бумажными полотенцами или чистым кухонным полотенцем
Однако этот способ промывки больше подходит для крепких ягод, кожица которых выдерживает давление проточной воды. Этот способ подойдет для клубники и черники с голубикой, в том случае если их кожица не повреждена. Мягкие ягоды с нежной кожицей, скорее всего, потребуют замачивания:
- Наполните большую миску холодной водой
- Засыпьте ягоды в дуршлаг и опустите их в миску с водой
- Переложите ягоды на ровную поверхность
- Аккуратно высушите их бумажными полотенцами или чистым кухонным полотенцем
Такой способ подходит для малины и ежевики. Однако иногда можно замочить и клубнику, так как эта ягода имеет не очень ровную поверхность и может «задерживать» пыль и пестициды.
Этот спор длится десятилетиями, но правда в том, что ни один из продуктов нельзя употреблять в большом количестве!
На полках магазинов всегда можно найти сливочное масло, маргарин и топленое масло. Эти продукты очень похожи по вкусу, но между ними существуют довольно большие различия в том, как они влияют на организм. Давайте разбираться!
Сливочное масло
Сливочное масло производится из коровьего молока. Но иногда может использоваться козье, овечье и буйволиное молоко. Масло изготавливают путем взбивания сливок. Во время этого процесса жир отделяется от пахты (обезжиренные сливки, побочный продукт взбивания), образуя твердую, но легко растекающуюся светло-желтую субстанцию.
Сливочное масло — полезный продукт. Он содержит витамины А, D, Е, кальций, магний, фосфор и калий. Продукт на полках магазинов состоит примерно из 80% жира и 15% воды.
Топленое масло
Топленое масло — это традиционный молочный продукт, который используется во всем мире на протяжении веков. Его можно хранить очень долго, что довольно удобно. А получают его из сливочного масла методом нагрева.
Как и его «родитель» топленое масло содержит много полезных питательных веществ, в том числе витамины А и К. В нем также много полезных жиров и омега-3 жирных кислот.
В чем же отличие? Считается, что топленое масло полезнее сливочного, так как оно выдерживает более высокие температуры, поэтому если вы готовите что-то на сковороде, то лучше жарить на нем. Однако его жирность выше — 99,9%.
Маргарин
Несмотря на то, что многие знакомы с маргарином с детства, не все знают, что его готовят на 80% из растительного масла и воды. Он лишь напоминает по вкусу сливочное масло.
Маргарин производится при высоких температурах. Он содержит много добавок, красителей и синтетических питательных веществ, которые делают его похожим на сливочное масло. Поскольку в отличие от сливочного масла, маргарин не может храниться долго, он обычно содержит много консервантов.
Но этот продукт имеет свои преимущества: благодаря растительной основе он богат полиненасыщенными кислотами и снижает уровень холестерина. В то же время ему не хватает многих питательных веществ, которыми обладают топленое и сливочное масло.
Специалисты не рекомендуют увлекаться ни одним из масел. Однако если вы любите делать выпечку, или вам нравится поджаривать тосты с маслом, то лучше выбирать первые два варианта, главное — не увлекаться!
Основная идея проекта — воздух против холода. При транспортировке оборудования в северные широты на счету каждый килограмм. Чтобы снизить вес, предлагаю по максимуму использовать строительный материал, который находится на месте стоянки и к тому же совершенно бесплатен. Это воздух. Тент жилого модуля (полиуретан, дублированный нейлоном) — надувной. Воздух создает в жилище эффект термоса: натопленное тепло долго удерживается внутри, а полярники надежно защищены от холода, ветра, влажности и осадков. Пол выполнен из пористой водонепроницаемой поливинилхлоридной пленки. Модуль площадью 12 м² включает 4 помещения: жилое, кухня, санузел и тамбур. В кухне можно готовить пищу на газовой горелке, предусмотрена термостойкая вытяжка. Тепло и электричество вырабатываются бензиновым электрогенератором. Спальные места представляют собой комплекты из надувного матраса, синтетического спального мешка-кокона для низких температур и полога из дышащей ткани. Спальный матрас трансформируется в кресло, состоящее из семи блоков, что исключает эффект «перекатывания». В комплектацию каждого рабочего места входит складной стол для ноутбука и специального оборудования.
Красивая идея — достойная вещь
Мне очень нравится конструкция. Удачная аэродинамика. Немного смущает теплоизоляция пола: надувной матрас от сильных морозов не спасет. Но обогрев внутреннего объема в целом проблему решает. Вентиляция, очевидно, потребуется принудительная, иначе на внутренних стенках станет образовываться конденсат. Очень легкой палатку не назовешь, модели с жесткими элементами конструкции весят меньше. Но это компенсируется компактностью и простотой сборки. Грамотно сделаны оттяжки. Хотелось бы, чтобы внимательнее были продуманы входы: молнии не всегда надежно работают. Общее же впечатление — достойная вещь.
Комфорт в экстремальных условиях
УралГАХА — самый северный дизайнерский ВУЗ страны. Оборудование для экстремальных условий там проектируют давно, много и с удовольствием. Проект «Жилой модуль» — достойный продукт: продуманная конструкция и функциональность, современные материалы. Красиво, удобно, высокотехнологично, комфортно. Остаются некоторые вопросы: надо где-то хранить транспорт, запасы продовольствия и топлива; необходимо предусмотреть возможность объединения модулей в блоки, например пристегивая к ним переходы-трубы; разработать технологию ремонта в походных условиях и внутреннего освещения в долгую полярную ночь, места для хранения и сушки одежды... Но это уже — тема большого рабочего проекта.
ß
Aeromads — прототип надувного дома, разработанный студентами Архитектурного института Южной Калифорнии под руководством профессора Алексиса Рочас (Alexis Rochas) представляет собой нечто среднее между временной палаткой и постоянным жилищем. В зависимости от текущих нужд, надувное помещение может быть использовано в качестве полевого госпиталя, выставочного павильона, мобильного офиса или просто временного жилища. Последний вариант наверняка оценят любители комфортного отдыха на природе — хотя бы благодаря встроенным кроватям и креслам.
Павильон выполнен из нейлона, покрытого прорезиненной светоотражающей алюминиевой пленкой. Жарким летним днем зеркальные стенки не дадут зданию раскалиться, отразив большую часть солнечных лучей; они же будут препятствовать потере тепла в холодное время года. В конструкцию встроена система подогрева воды за счет солнечного света, а также гибкие питательные элементы, призванные обеспечить энергетические потребности здания. Аккумуляторы предполагается заряжать с помощью внешних ветряных генераторов или солнечных батарей.
ß
Среди массы интереснейших проектов, разработанных Майклом Янтценом (Michael Jantzen), особо интересен Wind Shaped Pavillion — павильон, вращающийся под действием ветра. Этот необычный архитектурный концепт состоит центрального цилиндрического блока и закрепленных на нем блоков-этажей. Будучи выполненными из легких синтетических материалов, этажи почти свободно вращаются под действием ветра вокруг несущей опоры. При этом конфигурация здания претерпевает случайные изменения, что придает всей композиции уникальную пространственную динамику. Электричества при этом вырабатывается мало — об обеспечении всех энергетических потребностей здания речи не идет, — однако на подсветку павильона в темное время суток его хватит.
Не менее интересным и инновационным выглядит проект ветряного пешеходного моста (Wind Tunnel Foot Bridge): подвешенную в воздухе пешеходную дорожку охватывают ветряки, выполненные в форме колес, тоже способные обеспечить конструкцию автономной иллюминацией на всю ночь. Что ж, оригинальность дизайнерского решения имеет безусловную ценность сама по себе — вне зависимости от конечного выхода энергии.
ß
Спортивная пневматическая винтовка
Цель разработки — создание новой модели спортивной винтовки, используемой под открытым небом, для соревнований международного уровня класса Field Target. Основное преимущество проекта — максимальная маневренность, что очень важно для данного вида спорта, когда нужно быстро реагировать на ситуацию. Предусмотрены: регулировка затыльника, приклада, щеки, пистолетной рукоятки; набор грузов, быстросъемный оптический прицел. Винтовка предназначена для спортсменов, имеющих спортивный разряд. Предусмотрена трансформация всей винтовки. Винтовка для Field Target должна быть максимально удобной, маневренной, легкой. Дополнительный вес и длина могут дать преимущество при спортивной стрельбе, но в Field Target будут только мешать. Винтовка длиной больше одного метра неудобна для применения, когда нужно активно двигаться и вести стрельбу из разных положений. Такая винтовка отличается от стандартной спортивной тем, что в ней должно быть максимальное количество регулировок, тогда как, например, в биатлоне чем меньше подвижных частей, тем лучше.
Центральный шарнир винтовки, при помощи которого она складывается, конструктивно не влияет на взаимное расположение коробки, ствола и прицела в процессе трансформации и обеспечит фиксацию приклада с точностью до десятых долей миллиметра, что не может повлиять на результат стрельбы.
Резьбовые соединения с фиксаторами положения, используемые в регулировках цевья, рукоятки, щеки и приклада, применяются в спортивном оружии десятилетиями и конструктивно отработаны до мелочей.
Немецкое техно
Удивительно, что кто-то из дизайнеров в России выбрал в качестве модели винтовку для Field Target. Этот вид стрелкового спорта у нас почти неизвестен.
Мне, как конструктору похожих изделий, трудно оценить отдельно «художественную составляющую» проекта. Похоже, на дизайнера оказал влияние некий оружейный стиль, назову его «немецкое техно». Германский рецепт прост: убирается все лишнее, а все необходимое прикручивается к каркасу блестящими винтиками. Сегодня конкуренция дизайнеров в спортивном оружии идет на уровне цветовой гаммы и текстуры материала каркаса. Как будто это автомобили «Формулы-1», которые будут всегда похожи друг на друга — просто потому, что там аэродинамика диктует все, что видит зритель, а полезные новинки одних тут же заимствуются другими.
Если попытаться изготовить такую винтовку, она изменится до полной неузнаваемости. Например, не будет так компактно складываться. Снимать прицел и ствол с винтовки при перевозке нельзя. Это не Голливуд. Ставить все обратно, как положено, чтобы потом попадать из такого оружия, — очень долгое занятие. Место «перелома» выбрано такое, что микролюфт в соединении будет сразу сказываться на точности стрельбы. Мушка, такая большая и красивая, не нужна совсем. Прицеливание обеспечивает только оптика. На стволе может стоять «ствольный тюнер» (глушитель), но это другая красивая штучка. Если винтовка предназначена для Field Target, то цевье или должно регулироваться по высоте, или сразу опуститься до оси, проходящей примерно через середину рукоятки.
Не хочется, чтобы мои слова были восприняты автором проекта как «удар по рукам». Наоборот, я готов всячески, в том числе и материально, поддерживать развитие темы. В России дизайном оружия профессионально до сих пор никто не занимался, и эта попытка делает честь автору.
ß
Согласно статистике, более миллиарда жителей нашей планеты не имеют доступа к чистой питьевой воде. Каждый день от болезней, которые вызваны загрязнениями воды, умирает 6 тысяч детей. Австралийской студентка Джулия Фрост предложила свой вариант решения проблемы: персональную установку для пастеризации воды, в которой солнечные лучи нагревают и обеззараживают содержимое.
Разработанный ею сосуд Mvura (что на одном из распространенных африканских языков значит просто «вода»), способен вместить до 15 литров воды. Будучи доставленным к месту назначения, он раскладывается в некое подобие цветка с черными лепестками. Достаточно подержать его пару часов на солнце, чтобы вода нагрелась до температуры 65 градусов, при которой вода пастеризуется, т. е. в ней погибает подавляющее большинство форм микроорганизмов. Сосуд приспособлен для ношения на голове, что является традиционным способом переноски тяжестей в большинстве африканских и азиатских стран, и выполнен из легкого полиэтилена. Дешевизна и распространенность данного материала означает не только низкую стоимость, но и высокую «ремонтопригодность» устройства. Разработка была удостоена бронзовой награды на ежегодной студенческой выставке инновационного дизайна ChangeX (Student eXhibition on Design for Change).