Пневмотехнологии: как они спасают жизни и защищают от травм

Итальянцы уже придумали кроссовки, которые меняют амортизацию под вашу активность – на пробежке вы или в гамаке. Весь секрет в воздухе, а точнее – в его потоках.

Каким образом пневмотехнологии способны изменить занятия спортом, построить дом и сделать грузоперевозки безопаснее? Рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Пневмонасос, полезный для автовладельца

"Таким пневмонасосом я быстро накачаю как колеса автомобиля, так и велосипеда или мяч для ребенка", – говорит на видео Пауль Свенневиг.

Подобный пневмонасос есть у каждого автовладельца, и принцип его работы не новый: компрессор забирает воздух из окружающей среды и нагнетает его в шину до нужного давления. Оказалось, что такой простой принцип работы, другими словами – пневматика, может спасти сотни и тысячи человеческих жизней.

Густой туман и толпа сотрудников экстренных служб: несколько лет назад об этой массовой аварии в Техасе говорил весь штат. Переполох на трассе устроил многотонный тягач. Изначально полиция приехала на вызов о ДТП, в котором столкнулись две легковушки. В момент оформления аварии на них вылетела фура. Водитель тягача из-за плохой видимости потерял управление, перевернулся и въехал в людей. Следом в него врезалось еще несколько машин.

"Я никогда не видел ничего подобного. Сначала мы услышали визг шин, но из-за густого тумана не понимали, что именно происходит. Видно было только свет фар. Я слышал, что два человека попали в больницу", – рассказывал очевидец Калеб Холдер.

Ежегодно в США в авариях гибнет до 400 водителей фур. Около девяти тысяч получают серьезные травмы из-за опрокидывания прицепа. Когда грузовик кренится, человек за рулем оказывается в ловушке. Но теперь водителей можно будет спасти с помощью пневмотехнологий.

Пневмозамок, который может спасти жизнь водителю грузовика

Во время аварии водители грузовиков попадают в западню. Когда фура опрокидывается, многотонный прицеп тащит за собой кабину. Что бы водитель не делал, он не сможет затормозить. Но так было раньше: инженеры из Калифорнии научили кабину отцепляться. И все благодаря пневмозамку.

Как только грузовик теряет равновесие, система просто сбрасывает прицеп, как балласт. Водитель в этот момент остается в кабине в вертикальном положении и продолжает управлять автомобилем.

"По сути, это классический механизм сцепления тягача и фуры. Разница заключается в том, что система оснащена пневматическим замком, который автоматически "отстегивается" в аварийной ситуации. Каждую миллисекунду специальные датчики контролируют угол крена и скорость фуры. Алгоритм может определять вероятность опрокидывания с точностью до 99,9%", – объяснил специалист по технологиям и инновациям компании – разработчик системы защиты от опрокидывания Томас Дикманн.

Пневмоход для подкормки почвы

У трактора на пневмоколесах есть все шансы стать популярным у российских фермеров.

"Само название машины "пневмоход" пошло вот из-за этих огромных шин. Шины эти низкого давления. И изюминка их – это маленькое удельное давление на грунт. Она как бы обволакивает препятствия и за счет большого пятна контакта у нее такие потрясающие вездеходные качества", – рассказал конструктор-механик Фиркат Шайхаттаров.

Фиркат Шайхаттаров – инженер и пилот сельхозавиации. Он вылетает в поля после схода снега, когда почва рыхлая. В этот момент озимым нужна подкормка. Вот только, как говорит Фиркат, не все удобрения можно распылить с воздуха. Тогда конструктор решил вместо авиации запустить в поле пневмоходы.

Благодаря шинам низкого давления, многотонная техника идет по рыхлой земле, как по асфальту. Но это не самое главное. Проходя по культуре, колесо мягко приминает стебель, не нанося вреда урожаю.

"Если сравнимо с трактором взять, у трактора производительность очень низкая. Если на цифры перевести, трактор может разбросать удобрения порядком за смену, наверное, 50-70 гектар. Эти же машины с легкостью выполняют эту работу и достаточно производительности. Это порядка 400-500 гектар в смену. Вот это как раз то, что нужно фермерам – быстро свои поля закрыть подкормкой", – заявил Фиркат Шайхаттаров.

Умная подошва для безопасной ходьбы

Пневмотехнологиям под силу не только нас накормить, но и поддержать в опасный момент. В прямом смысле слова. Итальянские инженеры создали умную подошву с функцией антискольжения.

Можно забыть о травматичных прогулках. Ученые предлагают оснастить обувь шипами, которые будут выстреливать в нужный момент благодаря сжатому воздуху.

Интеллектуальной подошвой можно управлять через приложение. Датчики передадут данные о движении ног, состоянии дороги и создадут цифровой почерк ходьбы. Если система поймет, что на пути опасность, например, в виде наледи, то автоматически выстрелит шипами.

"Шипы выдвигаются при помощи микрокомпрессоров, которые заполняют полости внутри подошвы сжатым воздухом под давлением. Обувь будет начеку и адаптируется под вашу прогулку в течение 24 часов. Потом подошву придется заряжать", – уточнила разработчик адаптивной обуви Патриция Казали.

Пневмомолоток для опасных работ

Упасть с высоты куда опаснее, чем поскользнуться на дороге, но и тут на помощь придут пневмотехнологии.

Разработчики из Мичигана советуют людям вообще отказаться от опасных работ на высоте. И отправить крыть крыши дроны с пневмомолотками в механических руках.

Дрон-кровельщик ориентируется с помощью инфракрасных камер и маркеров, которые устанавливают и на коптере, и на крыше. Чтобы забить гвоздь, беспилотник считывает карту здания и подлетает к нужной точке.

"Пневмопистолет работает просто. Под давлением сжатого воздуха он "выстреливает" гвоздями со скоростью до 200 метров в секунду. Спусковой крючок заменен на виртуальный переключатель, так дрон сам определяет момент, когда нужно выпустить крепеж", – рассказала профессор кафедры робототехники Мичиганского университета Элла Аткинс.

Правда, пока дрон не такой точный и может промахнуться в радиусе до трех сантиметров. Да и работает не больше 10 минут на одном заряде. Крышу за короткий срок с помощью пневмотехнологий явно не покрыть. Зато с их помощью реально надолго запастись энергией.

Пневмоустановка для хранения энергии под водой

Солнечные панели и ветряки – источники возобновляемой энергии. Вот только источники эти непостоянные. Есть солнце и сильный ветер – энергии много, а ночью или в штиль – сиди при свечах. Чтобы решить эту проблему, ресурсы нужно где-то хранить, и дешевле всего делать это под водой. Так решили голландские инженеры и придумали, как загнать лишние киловатты на дно морское. А потом с помощью воздуха и давления получать энергию обратно, когда это необходимо.

Система работает таким образом: на берегу установка забирает энергию, например, с ветряных станций, затем закачивает ее в подводные резервуары на дне океана.

"Когда в емкости нагнетается воздух, вода выталкивается – так система накапливает энергию. Когда же воздух надо подать обратно на генераторы, то вода естественным давлением вытеснит его на поверхность по трубопроводу и отдаст энергию. На морское дно мы предлагаем погрузить резервуар вместимостью 20 миллионов литров пресной воды. По нашим подсчетам, система будет эффективна на 80% и сможет прослужить более 20 лет", – заявил основатель проекта хранения энергии под водой Макс Дуурсма.

К тому же такая пневмоустановка обойдется дешевле, чем хранение энергии в аккумуляторах, уверяют разработчики. А сжатый воздух и вода и вовсе достанутся бесплатно. Выходит, пневмотехнологии – это способ сэкономить, избежать травм и даже сохранить себе жизнь.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.