Difference between revisions of "Mechanics in XXI century"

Revision as of 17:25, 23 December 2016

Здесь приводятся наиболее яркие достижения в области механики за годы, прошедшие с начала третьего тысячелетия.

Достижения на Земле

thumb|right|[http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%EE%F1%F2_%ED%E0_%EE%F1%F2%F0%EE%E2_%D0%F3%F1%F1%EA%E8%E9 Мост на остров Русский]|200px

• 1 августа 2012 года открыт для движения транспорта Мост на остров Русский во Владивостоке. Этот мост имеет основной пролёт длиной 1104 метра, самый большой в мире среди вантовых мостов. До этого первенство (1088 метров) принадлежало мосту Сутун в Китае. Строительство мостов с незапамятных времен определяло технический уровень государства, на территории которого они строились, и требовало глубокого знания механики. Достаточно вспомнить, что неправильный расчет мостовых сооружений привел к таким серьезным катастрофам, как обрушение железнодорожного моста через залив Тэй (Великобритания) в 1879 году и висячего Такомского моста (США) в 1940 году. В обоих случаях катастрофа произошла из-за неправильного расчета динамики моста под действием ветровой нагрузки.

thumb|right|Небоскреб [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%83%D1%80%D0%B6_%D0%94%D1%83%D0%B1%D0%B0%D0%B9 Бурдж-Халифа]|200px

• 4 января 2010 года прошло официальное открытие небоскреба Бурдж-Халифа (Дубай, объединенные арабские эмираты), высотой 828 м — самого высокого из когда-либо существовавших сооружений в мире. До этого рекорд в 646 м принадлежал упавшей в 1991 году Варшавской радиомачте. Беспрецедентная высота здания потребовала решения комплекса механических проблем, среди которых упомянем обеспечение устойчивости здания, противодействие ветровому давлению, конструирование высотных лифтов и системы водоснабжения. В частности, несимметричная конструкция здания призвана снижать ветровые колебания.

• 5 января 2005 года группой астрономов из США открыта Эрида — карликовая планета, находящегося за пределами орбиты Плутона, превосходящая его по массе и, возможно, по размеру. Это событие, наряду с открытием в 2000–2005 годах ряда меньших объектов, сравнимых по размеру с Плутоном, привело к пересмотру понятия планеты и изменению взглядов на структуру Солнечной системы. В результате Плутон потерял статус планеты и был вместе со сходными объектами причислен к категории карликовых планет, а число планет в Солнечной системе снизилось до 8. Отметим, что анализ движения тел Солнечной системы — сугубо механическая задача, решение которой, в частности, позволило в свое время открыть 8-ю планету — Нептун.

Achievements on planet Earth

• On August 1st, 2012 the Russky Bridge was opened in Vladivostok. The main bay of the bridge reaches 1104 meters in length which makes the bridge to be the longest among cable-stayed bridges in the world. Before the bridge was built Sutong Yangtze River Bridge (China) was the longest. Construction of the bridges from early ages defined technology level of countries where the bridges were built. It required deep knowledge of mechanics in order to construct them. It is easy to recall several catastrophes due to incorrect analysis of the brides’ structures. The examples are The Tay Bridge disaster in 1879 (UK) and https://en.wikipedia.org/wiki/Tacoma_Narrows_Bridge Tacoma Narrows Bridge disaster in 1940 (USA). In both cases the catastrophe occurred due to incorrect dynamic analysis of the bridge subjected to wind loading.

• On January 4th, 2010 The Burj Khalifa was opened in Dubai, UAE. Its height equals 828 meters which makes it the tallest structure in the world. Before the skyscraper was built the tallest structure was Warsaw radio mast which collapsed in 1991. The signifcant height of the structure required solving a number of complex mechanical problems among which were insuring structure’s stability, resistance to the wind loading, construction of high altitude elevators and water supply system.

• On January 5th, 2005 a group of American austronauts discovered Eris which is a dwarf planet situated farther than the orbit of Pluto. Eris’ weight and size exceed the weight and size of Pluto. The discovery together with the discoveries of a number of smaller objects with the size compared to Pluto’s size that were happening in 2000-2005 lead to rethinking of what a planet was and how the Solar System was organized. As a result, Pluto lost its status of a planet and together with similar to it objects was classified as a dwarf planet. The number of planets in Solar System decreased to 8. It is worth noting that the way plantes orbit the sun is entirely mechanical problem the solution to which actually helped to discover the 8th planet, Neptune.

• 22 октября 2004 года в журнале Science была опубликована статья британских и российских ученых (Новоселов и др. 2004), в которой сообщалось о получении чисто механическим способом графена — двумерного материала, содержащего один слой атомов углерода. В 2010 году двум из авторов статьи, А.К. Гейму и К.С. Новоселову была присуждена нобелевская премия по физике за «новаторские эксперименты с двумерным материалом — графеном». До этого существование двумерных материалов считалось невозможным. Графен, в числе прочего, обладает уникальными механическими свойствами — его жесткость и прочность превосходит соответствующие значения для известных материалов. Кроме того, будучи принципиально двумерным материалом, он позволяет по-новому взглянуть на теории пластин и оболочек, которые ранее преимущественно рассматривались как приближенные теории для описания трехмерных объектов.

• 3 декабря 2001 года американский изобретатель Дин Кеймен представил публике сегвей — электрическое средство передвижения, на котором человек перемещается в положении стоя. Устройство имеет два колеса, расположенных справа и слева от водителя, а стабилизация вертикального положения человека осуществляется посредством системы управления, регулирующей скорость вращения колес. Сегвей в некотором смысле аналогичен маятнику Капицы — маятнику, вибрационно стабилизируемому в неустойчивом вертикальном положении, впервые математически исследованному академиком П.Л. Капицей (Капица 1951). Сегвей с водителем занимает на дороге ненамного больше пространства, чем обычный пешеход, но может перемещаться со скоростью до 20 км/час по пересеченной местности, аккумулятор обеспечивает пробег около 40 км. Указанные свойства могут в будущем произвести переворот в концепции городского транспорта. За прошедшее десятилетие сегвей получил достаточно широкое распространение в туристической сфере, в некоторых странах сегвеи используются полицией. Пока широкое распространение сегвеев тормозит их относительная дороговизна, однако, понятно, что с развитием технологий эта проблема будет решена.

Достижения в космосе

thumb|right|[http://ru.wikipedia.org/wiki/Mars_Science_Laboratory Марсоход Кьюриосити]|200px

• 6 августа 2012 года марсоход Кьюриосити (США) благополучно доставлен на поверхность Марса, что послужило началом новой исследовательской миссии на Марсе. Кьюриосити (в переводе — “Любопытство”) можно назвать полноценной лабораторией на колесах (вес 900 кг), робот подобного размера и сложности еще никогда не изучал другие планеты. Имеется на его борту и российское оборудование.
• 9 октября 2009 года в результате ударного эксперимента аппаратом LCROSS (США) был обнаружен водяной лед в полярном регионе Луны. Наличие воды на Луне делает возможным ее будущую колонизацию человеком.
• 25 мая 2008 года аппарат Феникс (США) совершил посадку в полярном регионе Марса. Проведенные исследования позволили обнаружить водяной лед под слоем грунта. Наличие воды свидетельствует о возможности существования живых организмов на Марсе в прошлом, а, возможно, и настоящем времени.
• 14 января 2005 года зонд Гюйгенс совершил посадку на поверхность Титана, крупнейшего спутника Сатурна. Было установлено, что на поверхности Титана, под толстым слоем атмосферы, находятся реки и озера из жидкого метана. Это послужило выдвижению гипотезы о возможности существования жизни на Титане на основе метана (вместо воды) и водорода (вместо кислорода).
• 4 и 25 января 2004 года марсоходы Спирит и Оппортьюнити (США) доставлены на противоположные стороны Марса. В ходе своего перемещения по красной планете, марсоходы исследовали ее поверхность и состав атмосферы, передавая на землю данные и высококачественные фотографии. Результаты исследований, в частности, подтвердили наличие в прошлом жидкой воды на Марсе.

Антидостижения XXI века

thumb|right|Последняя посадка [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%B9%D1%81_%D1%88%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%BB#.D0.97.D0.B0.D0.B2.D0.B5.D1.80.D1.88.D0.B5.D0.BD.D0.B8.D0.B5_.D0.BF.D1.80.D0.BE.D0.B3.D1.80.D0.B0.D0.BC.D0.BC.D1.8B_.C2.AB.D0.9A.D0.BE.D1.81.D0.BC.D0.B8.D1.87.D0.B5.D1.81.D0.BA.D0.B0.D1.8F_.D1.82.D1.80.D0.B0.D0.BD.D1.81.D0.BF.D0.BE.D1.80.D1.82.D0.BD.D0.B0.D1.8F_.D1.81.D0.B8.D1.81.D1.82.D0.B5.D0.BC.D0.B0.C2.BB Шаттла] ([http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B8%D1%81 Атлантис], июль 2011 г. )|200px

• 8 июля 2011 года состоялся последний старт по программе «Спейс Шаттл». В настоящее время Россия остается единственной страной, выполняющей пилотируемые полеты на Международную космическую станцию. Программа полетов шаттлов была сильно подорвана гибелью шаттла Колумбия 1 февраля 2003 года, разрушившегося при входе в атмосферу. Причиной катастрофы послужило нарушение теплозащитной поверхности челнока, вызванное падением на него куска теплоизоляции кислородного бака при старте корабля.

• 26 ноября 2003 года состоялся последний полет «Конкорда», чем была завершена эра гражданской сверхзвуковой авиации. Катастрофа, приведшая к гибели «Конкорда» 25 июля 2000 года при вылете из парижского аэропорта «Шарль де Голль» стала одной из основных причин прекращения эксплуатации «Конкордов». Катастрофа произошла в результате наезда колеса шасси на металлический обломок, случайно оказавшийся на взлетной полосе, что привело к повреждению обшивки, утечке топлива и возгоранию.

• 11 сентября 2001 года в результате беспрецедентного теракта был разрушен Всемирный торговый центр (ВТЦ) в Нью-Йорке. В высочайшие небоскребы Нью-Йорка, башни-близнецы ВТЦ на полной скорости врезались управляемые террористами гражданские самолеты Боинг 767. Башни выдержали удар самолетов, однако возникший в них пожар привел к обрушению зданий менее чем через два часа после столкновения. Причиной разрушения явилось то, что несущие стальные колонны начали изгибаться под действием высокой температуры и перераспределившейся нагрузки, из-за чего был превышен предел прочности материала колонн. В результате началось обрушение верхних этажей, породивших цепную реакцию — здания сложились по принципу карточного домика. Только спустя 5 лет началось строительство новых зданий на территории ВТЦ.

См. также

• Новости науки и техники
• Механика на стыке с другими областями знаний
• Механика

Ссылки

• Список новых перспективных технологий
• Популярная механика (интернет-портал и сайт журнала).
• Timeline of scientific discoveries
• Ten science stories that changed our decade
• The 7 Greatest Scientific Achievements Of The Last 50 Years