Живая С-500: как лягушка помогла усовершенствовать ЗРК
Что общего у лягушки и ЗРК? И как амфибия научила нас заряжать батарейки? На эти вопросы ответили эксперты программы "Знаете ли вы, что?" с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.
Радар в голове
С-500 «Прометей» - новое поколение зенитных ракетных систем. Комплекс способен обнаружить и поразить до 10 баллистических ракет одновременно, даже если их скорость превышает скорость звука. С-500 способен уничтожать цели на любой высоте. Радиолокационные устройства «Прометея» действуют в радиусе трех тысяч километров.
«Автоматическая система наведения у нас называется соленоидной парой. Она состоит из двух элементов. Это датчик, называемый фазированной антенной решеткой, или оптической, или радиолокационной, а также исполнительный механизм в виде электродвигателей», - говорит военный аналитик, эксперт в области систем противовоздушной обороны радиотехнической разведки Дмитрий Таран.
Антенный комплекс и пусковой механизм действуют как единое целое. Малейшее изменение координат приводит к корректировке огня. Такую связку военные инженеры подсмотрели в живой природе - у лягушки. Ее глаз действует, как антенная решетка. При обнаружении добычи задействуется комплекс мышц, двигающих глаз за целью. Эти мышцы работают синхронно с пусковым комплексом - языком.
Лягушка хорошо видит только те предметы, которые находятся в движении. А статичные - просто не замечает. И это еще одно сходство с современной системой радиолокации.
«Радар же не высвечивает гору, он высвечивает объект, который перемещается относительно горизонта и других параметров в окружающем мире. Он двигается относительно их, и именно это улавливает радар. У лягушки та же самая ситуация, то есть она улавливает движущийся объект», - рассказывает кандидат биологических наук Алексей Мосалов.
Неньютоновская жидкость
На то, чтобы поймать насекомое, амфибия тратит в среднем 0,07 секунды. Это в пять раз быстрее, чем моргает человек. Однако даже такая высокая скорость не гарантирует того, что каждый выстрел языка будет результативным. Но благодаря чему лягушка, которая во время охоты не сдвигается с места, всегда сыта? Почему каждый выстрел ее языка - смертельно опасен для комаров и мошек? Все дело - в слюне.
«На конце языка находятся специфические клетки, которые вырабатывают клейкую липкую жидкость. Когда лягушка выстреливает языком в сторону жертвы, на воздухе жидкость затвердевает, загустевает и превращается в консистенцию, подобную меду. Попадая на тело насекомого, она застывает», - делится член Росприроднадзора Владислав Жуков.
Когда пища попадает лягушке в рот, слюна вновь становится жидкой. Долгое время ученые считали, что причина изменения вязкости кроется в химической формуле слюны и ее зависимости от температуры. Но, оказалось, дело не в химии, а в физике. Слюна лягушки - не что иное, как неньютоновская жидкость. То есть жидкость, вязкость которой зависит от изменения скорости.
Зеленая батарейка
Этому эксперименту без малого два с половиной века. Итальянский физиолог и физик Луиджи Гальвани при помощи медных крючков подвесил мертвую лягушку на железную сетку. И с удивлением заметил, что ее лапки время от времени дергаются.
«Наблюдалось резкое сокращение мышц, и проскакивала искра. И он решил, что это животное электричество, то есть сокращение мышц приводит к выработке электричества», - поясняет доктор технических наук, профессор МИЭТ Дмитрий Громов.
Трактат Гальвани «О силах электричества при мышечном движении» попался на глаза другому итальянцу - Алессандро Вольте. В животное электричество он не поверил. Лапки лягушки Вольта заменил деревянными опилками, размоченными в соленой воде. И доказал, что электрический заряд - это следствие взаимодействия разных металлов.
«Таким образом, он придумал так называемое металлическое электричество и узнал, что, например, у потенциала между серебром и цинком разность самая большая, и сделал первую в мире гальваническую батарею - Вольтов столб», - отмечает кандидат технических наук, доцент института НИУ «Московский институт электронной техники» Алексей Дронов.
Современные элементы питания работают так же, как и Вольтов столб. Два вещества химически взаимодействуют друг с другом, но при этом не имеют прямого контакта: электроны между ними движутся через жидкость - электролит. В результате возникает электрический ток.
Чудо-скотч
Давно известно: при помощи скотча починить можно все что угодно. Но иногда бывает так, что это правило не работает. Например, при починке ветхих книг или ремонте старых оконных рам. Под клейкую ленту забиваются пыль и грязь, в итоге она быстро отстает. Казалось бы, бороться с этим невозможно. Но лягушка и тут подсказала решение.
«На лапках древесной лягушки выделяется специальный секрет, позволяющий им крепиться к стволам деревьев. Ученые подсмотрели этот лайфхак у лягушек и на основе этого сделали самоочищающийся скотч, который можно спокойно очищать от загрязнений под водой», - рассказывает Алексей Дронов.
Инсайты инженерной мысли, история, научная аналитика и тайны нашей планеты - об этом и многом другом смотрите в выпусках программы "Знаете ли вы, что?" с Алексеем Иванченко. Каждый вторник в 23:30 на РЕН ТВ!