Kapcsolatfelvétel

Zöldinfó

Csupaszárny repülők és rezgéscsillapító algoritmusok – így alakítják a jövő repülését a magyar mérnökök

Karcsúbb szárnyak, zöldebb repülés – magyar kutatók dolgoznak a jövő repülőgépeinek fejlesztésén.

Létrehozva:

|

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)

Néhány évtizede a repülés még ritka luxus volt, mára viszont sokunk életének természetes része. Nyári vakáció, pár napos városnézés, üzleti út: a világ bármelyik pontja elérhető néhány óra alatt – írja az alternativenergia.hu. Ugyanígy a légi csomagszállítás is mindennapjaink része lett, az online rendelések globális hálózatától a sürgős ipari szállítmányokig. A növekvő légi forgalom azonban nemcsak a repülőtereket, hanem a bolygónkat is terheli. Ezért vált kulcskérdéssé, hogyan tehetjük a repülést egyszerre zöldebbé, gazdaságosabbá és biztonságosabbá – még a legzordabb időjárásban is. Ezen dolgoznak hazai kutatók a világ legnagyobb repülőgépgyártóival vállvetve. A HUN-REN SZTAKI Rendszer- és Irányításelméleti Kutatólaboratóriumának (SZTAKI SCL) szakemberei többek közt az Airbusszal dolgoznak együtt a légi teher- és személyszállítás hatékonyabbá tételén. Az alacsonyabb fogyasztású és kisebb károsanyag-kibocsátású repülőgépek a gazdasági előnyök mellett a légiközlekedés ökológiai lábnyomát is csökkentik, sőt, a fejlesztések révén turbulens időjárás esetén is biztonságosabban repülnek.

A manapság elterjedt repülőgép tervezési elvekkel nem szakítva, pusztán a rendszerek szorosabb együttműködésének optimalizálásával mintegy 10–15 százalékos üzemanyag-megtakarítást sikerült elérni az elmúlt időszakban. Ennek egyik alapvető módja a repülőgépek szerkezeti hatékonyságának növelése, a gép aerodinamikai tulajdonságainak javítása. Ez azt jelenti, hogy minél kisebb legyen a légellenállása, miközben a szárnyai a lehető legtöbb felhajtóerőt adják a legkevesebb üzemanyag-felhasználással. Az Airbus kutató részlege már a 2035-re sorozatgyártásra kész gépek technológiáin dolgozik. A fejlesztések egyik célja, hogy aerodinamikai szempontból minél hatékonyabb, nagy karcsúságú szárnyakat hozzanak létre. A fesztávot viszont nem lehet akárhogyan növelni: ha túl vaskos a szárny, akkor nő a légellenállás és még a repülési stabilitás is csökkenhet. A hosszú és vékony szárnyak ugyanakkor jelentősen javíthatnak a gép aerodinamikai tulajdonságain – és az ezekkel kapcsolatos technológiai kihívások megoldásában éppen a SZTAKI SCL kutatásai segítenek.

Kísérleteznek olyan repülőgépekkel is, amelyek úgynevezett csupaszárny kialakításúak. Ezek elterjedése akár további 20–25%-os üzemanyagmegtakarítást is eredményezhetne, ugyanakkor számos új kérdést is felvetnek: sok reptér csak jelentős átalakításokkal lenne alkalmas az ilyen gépek fogadására, illetve az utasok kényelmes elhelyezése is gondot okozna. Emellett a vizsgálatok szerint sokan tartanak az ismeretlen, nem hagyományos formáktól. Az utasok bizalma pedig kulcskérdés: a gyártók és légitársaságok számára komoly kockázat lenne olyan nagy értékű repülőgépeket szolgálatba állítani, amelyekre az utazók egy része egyszerűen félne felszállni.

Advertisement

Flatterjelenség és aeroelaszticitás
„A hosszabb és vékonyabb szárnyak hajlamosabbak a rezonanciára, vagyis arra, hogy bizonyos körülmények között a kisebb rezgések felerősödjenek, és egyre nagyobb kilengést okozzanak. A repülőgép szárnyai esetében ezt flatterjelenségnek hívják. A nagy frekvenciájú, nem szabályozott rezgés pedig súlyos szerkezeti problémákhoz vezethet, sőt, a szárny akár el is törhet – magyarázza Vanek Bálint, a SZTAKI SCL vezetőhelyettese. – Ráadásul egyes repterek nem tudnak bizonyos szárnyfesztávolság fölötti gépeket fogadni. Ilyen esetekben a szárnyvégek felhajtására van szükség, ami egyrészt növeli a szárny tömegét, másrészt további feladatot jelent a pilóta – adott esetben a robotpilóta – számára.” A SZTAKI SCL egyik fő szakterülete éppen a szárnyak repülés közbeni rezgésének modellezése és csillapítása. A labor az aeroelaszticitással foglalkozik – azzal, hogyan hat egymásra a levegő áramlása és a repülőgépszárnyak rugalmas szerkezete. „A repülési tesztek egy része csak szimulációban valósítható meg, ezért matematikai modellek segítségével elemezzük a szárnyak viselkedését turbulencia, széllökések és egyéb extrém körülmények esetén. A modellek alapján tervezzük meg azokat az algoritmusokat, amelyekkel majd a robotpilóta szoftver képes a szárny viselkedését aktívan szabályozni” – tette hozzá Vanek Bálint.

A SZTAKI SCL emellett olyan apró, gyors működésű szárnyfelületeket is fejleszt, amelyek aerodinamikai módon képesek a repülés közben jelentkező veszélyes szárnyrezgés gyors kioltására. Az Európai Unió kutatás-fejlesztési keretprogramja, a Horizon2020 keretében az Airbusszal karöltve készítették el azokat a szárnyfelületet mozgató speciális aktuátorokat, amelyeket a sugárhajtású Falcon magánrepülőgépeket gyártó francia Dassault is használ.

Advertisement

Zöldinfó

A szennyvíz, mint evolúciós olvasztótégely – így maradnak aktívak az antibiotikum-rezisztens mikrobák

Antibiotikum rezisztencia gének (ARG-k) előfordulását és kifejeződési mintázatait vizsgálták a szegedi szennyvíztisztító üzemben.

Létrehozva:

|

Szerző:

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)

A mikrobák antibiotikumokkal szembeni rezisztenciáját biztosító gének alapvetően ősi eredetűek, azonban az emberi tevékenység, például az antibiotikumok széles körű alkalmazása, szelekciós nyomást jelent, és hozzájárul a rezisztens mikrobák terjedéséhez – adta hírül az alternativenergia.hu. Ennek következtében az antibiotikumokkal szemben ellenálló kórokozók által jelentett kockázat folyamatosan növekszik. A városi szennyvíztisztító telepek, amelyek az aktivált iszap és az anaerob lebontás kombinációját alkalmazzák, nemcsak a szennyvíz tisztítását szolgálják, hanem olyan eljárást is biztosítanak, amely csökkenti a kórokozó baktériumok mennyiségét, miközben fenntartható energiahordozót, biometánt termelnek. A szerves anyagok lebontása időigényes folyamat, és közben a mikrobaközösségekben a megbetegedést okozó és nem patogén populációk között antibiotikum-rezisztencia gének átadása is megtörténhet. Az összetett mikrobiomokban élő mikrobák vizsgálatát nehezíti, hogy a legtöbb mikroba nem képes elkülönülten életben maradni, hanem komplex közösségi interakciókra támaszkodik. Ennek következtében az ARG-hordozók azonosítása speciális módszereket igényel.

A rangos Water Research folyóiratban ismertetett kutatás során Wirth Roland és munkatársai a Szeged városi szennyvíztisztító telep mintáiból rekonstruálták a mikrobák genomjait, azonosították az általuk hordozott ARG-ket, és vizsgálták azok kifejeződését a különböző kezelési szakaszok során. Vizsgálatuk során nemcsak az ARG-ek jelenlétét, hanem azok tényleges aktivitását és a klinikum számára potenciális kockázatát is felmérték. Az eredmények szerint a szennyvíztisztításra jellemző mikrobiomok komplex, többféle forrásból származó mikroorganizmusból állnak. Az emberi megbetegedést okozó mikrobák aránya a szennyvízkezelés során jelentősen csökkent, míg a környezeti populációk száma nőtt, ami arra utal, hogy a szennyvízkezelés során kialakul egy sajátos mikrobiom, amely génbankként is funkcionálhat.

A tanulmány rámutat, hogy a szennyvíztisztítás – különösen az anaerob kezelés – hatékonyan csökkenti az emberi eredetű, potenciálisan patogén mikroba populációkat és a legmagasabb kockázatú ARG-ket, ugyanakkor egyes kulcsfontosságú rezisztencia gének – köztük egy széles spektrumú antibiotikum-csoporttal, a fluoroquinolonnal szemben rezisztenciát eredményező gének – továbbra is aktívak maradhatnak. A szakemberek cikkükben hangsúlyozták, hogy a közegészségügyi kockázatok felméréséhez nem elegendő csupán a gének jelenlétét vizsgálni, hanem figyelembe kell venni azok kifejeződését, a mobilis genetikai elemek szerepét, valamint a patogén mikrobák jelenlétét és eredetét a szennyvíztisztító rendszerben.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák