Вокруг проекта Румпельштильцхен
Jul. 4th, 2022 03:48 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
artyom_ferrierГоворили давеча с молодёжью о проекте Румпельштильцхен.
Вернее, о некоторых перспективах, которые ждут человечество в случае удачи данного и ему подобных проектов.
Да, Румпельштильцхен — это был такой гномик в сказке братьев Гримм, который умел прясть золото из соломы.
Но золото нас не так уж интересует — в современном мире оно здорово теряет ценность — а интересует нас графен.
Молодёжь выражала негодование: графен открыт уж лет десять как, уж и нобелевку за него выдали, а где, спрашивается, мой графеновый велик? Почему я до сих пор вынужден довольствоваться каким-то там вульгарным доисторическим «карбоном», причем, вовсе не в модной графеновой аллотропии?
Что ж, пришлось напомнить, что от открытия какого-то новшества до его реально широкого внедрения — проходит некоторое время.
Химически чистый алюминий впервые был получен, дай бог памяти, в 1825 году.
Лет через двадцать — его набралось достаточно, чтоб изготовить столовые приборы для Наполеона Третьего и его супруги (гости вынуждены были довольствоваться скромненькими золотыми вилочками: алюминиевая роскошь была не про них, всяких этих герцогов и графьёв).
Где-то в середине восьмидесятых того же позапрошлого столетия — разработан был более-менее приемлемый способ промышленного получения «крылатого металла».
Но по-настоящему широко алюминий стал применяться уже глубоко в двадцатом веке, когда созданы были потребные электроэнергетические мощности.
И тогда, конечно, он произвёл переворот не только в кастрюлестроении, но и в двигателеводстве.
Бывали и более продолжительные заминки со внедрением.
Считается, что как таковое производство железа и изделий из него — освоили, вероятно, на Кавказе где-то в начале второго тысячелетия до Джизуса. 1950-1900 года до н.э., где-то так.
Хетты в Малой Азии в середине второго тысячелетия — применяли железо уже довольно широко.
Но заковыка в том, что тогда не умели именно плавить железо. Не умели достигать таких температур.
Могли — только разогревать и выковывать, очищая крицу от шлака, а потом - «сваривать» пластины различной степени науглероженности.
Отсюда — все эти пляски с бубном, вроде «дамаска» (многослойной ковки).
И таким образом ещё можно было получать клинки, какие-то пластины для доспехов, но вот такое изделие, как стальная пружина — была абсолютно недоступна.
Да и в принципе сталь, при некоторых её преимуществах, на самом деле уступала в технологичности бронзе, которую можно было отливать. Если б не сравнительная редкость и труднодоступность олова как ключевого компонента бронзы — возможно, железный век ещё долго не сменил бы бронзовый.
А в полной мере изготовление и обработку стали — освоили только в девятнадцатом веке, когда научились её плавить и легировать, снабжать всякими занятными добавками. Только тогда она сделалась по-настоящему интересным и универсальным материалом. Ну и тут же, конечно, попёрло развитие технической мысли.
Путь пластмасс — уже был гораздо шустрее. Некоторые нынешние композиты — уже не уступают металлическим сплавам во многих отношениях, при этом гораздо легче.
Но, конечно, графен, когда удастся его освоить — это будет чуть ли не более крутая революция, чем была со сталью в девятнадцатом веке.
Там-то уж такие прочностные характеристики — что просто голова кругом.
Хотя сразу скажу, делать из графена рамы для великов — наверное, будет не первой необходимостью.
Нет, до этого тоже дойдёт, но на первых порах — даже моё буржуинское воображение отказывается представить, сколько такая рама будет стоить и каким пижоном нужно быть, чтобы на неё потратиться.
На данный момент — графеновые «опилки» добавляют в пластик для повышения прочности, но это… вот даже более убогий паллиатив, чем был «дамаск» в отношении стальных изделий (да, знаю байки про «уникальные секреты древних мастеров и уникальные старинные клинки, режущие бетон, как хлеб», но правда жизни в том, что самая крутая катана работы Мурамасы при встрече с промышленным ширпотребом времён Второй Мировой — просто разлетится вдребезги; но, понятно, никакой маньяк не станет так рисковать произведением древнего искусства).
С графеном, конечно, вся сложность в том, чтобы изготовить из него достаточно обширную плёнку и завернуть её в достаточно протяжённую нить, чтоб из неё уже «ткать» некие полезные штучки.
И когда это удастся — конечно, на первых порах это будут очень специфические, очень ценные штучки.
В числе прочего — могу уверенно предрекать новый взлёт дирижаблестроения.
Собственно, ещё задолго до официального открытия эры воздухоплавания, до всяких братьев Монгольфьер, на чисто теоретическом уровне некий учёный иезуит Франческо да Лана обосновал наивысшую эффективность вакуумных воздушных шаров.
Ну, это и напрашивается: шар, который несёт в себе совершенную пустоту — он заведомо легче, нежели тот, который несёт хоть какой-то газ.
И техническое решение с вакуумными шарами — виделось очень простым. Вот ставишь насос — да откачивашь воздух изнутри этого жёсткого шара. И никакой возни с горелками, которые бы поддерживали нужный объём наполнительного газа. А подъёмную силу регулируешь — просто откачивая и закачивая воздух.
Но проблема в том, что не было таких материалов, из которых можно было бы сделать достаточно прочную и жёсткую оболочку, чтобы выдержать атмосферное давление и при этом дать выигрыш по массе.
Ну то есть, когда бы склепать шар из танковой брони — понятно, что он не схлопнется, даже если там внутри полный вакуум. Но и не поднимется — тоже. А надо — чтобы поднялся.
И вот графен здесь — может оказаться очень таким интересным game changer.
В перспективе — из него можно делать некие ячеистые, «сотообразные» (или наподобии клеточных тканей) конструкции, которые будут многократно прочнее и жёстче стальных, при этом на порядки легче.
И вот тут-то — вполне можно реанимировать дирижаблестроение. Это даже будет новое слово в авиаперевозках, когда окажется не нужен взлёт на реактивных движках, а просто запускаешь насос, он откачивает из графеновой ёмкости воздух, и вся эта фигня поднимается ввысь плавно, легко контролируемо, безопасно. Ну а там — включаются уж винты, которые тянут дирижабль, куда надо.
Для пассажирских перевозок, может, скорость окажется маловата (хотя практика показала, что и пассажирам в действительности не нужен сверхзвук, их вполне устраивает суточная продолжительность перелёта на курорт) — но для грузовых перевозок это может быть очень практично, даже революционно.
И для космических запусков — тоже.
Сейчас, конечно, очень большого успеха достигли Спейсы, со своими многоразовыми первыми ступенями, но всё равно это довольно затратное дело, и очень значительная часть затрат — приходится на преодоление где-то первых двадцати километров атмосферы.
Если на эту высоту ракету будут поднимать дирижабли — дело может существенно упроститься.
И тут важный момент такой. У земли — легко придать аэростату подъёмную силу, наполнив его газом более лёгким, чем воздух, вроде водорода или гелия. Собственно, так и делается.
Но чем выше шар, чем ниже атмосферное давление — тем больше нужно «раздуваться» этому шару. Но тут очевидны лимиты, накладываемые материалом оболочки.
А при сохранении же объёма — облегчать его можно, только лишь подогревая наполняющий газ.
Ну и это тот ещё геморрой.
Но вот когда у нас вакуумный шарик — всё становится очень просто. Мы изначально рассчитываем его, скажем, на то, чтобы на высоте тридцать километров он мог удерживать груз, скажем, в десять тонн. При полной откачке воздуха.
И производим эту откачку постепенно, по мере подъёма, нежно и безопасно.
При нынешних материалах это невозможно, а с «прирученным» графеном — будет возможно.
И тогда — очень облегчится выведение на орбиту, скажем, солнечных батареек, чтобы так или иначе передавать их энергию на землю.
То есть, мода нынешних «зеленопомешанных» социалистов тыкать солярные поля и ветряки где ни попадя — это, конечно, безумие и профанация. Но вот освоение солнечной энергии на орбите — это уже другое дело, это весьма перспективно.
Причём, это перспективно и для дальнейшего производства и обработки графена (что процесс — по-любому энергоёмкий, как бы мы его ни реализовали).
А когда сие производство сделается достаточно «промышленным» - тогда-то понятно, что графен заменит очень многие ныне используемые материалы.
Тут не только что велосипедные рамы из него будут делать, не только что кузова автомобилей — но и дома строить из ячеистых графеновых блоков, почему нет.
И конечно, это будет по-прежнему требовать некоего углеродного сырья, ибо графен — это углерод.
Вот только требоваться его будет — в разы, на порядки меньше.
Вообще же, это непреложный закон Цивилизации, что она движется в сторону диверсификации источников стратегического сырья, стараясь исключить какие-то монопольные на него привилегии.
Те, кто уповают на некие сокровища своих недр, от которых якобы зависят все контрагенты и будут зависеть — доказали свою глупость ещё во времена Пунических войн.
Нет, Рим не стал зависеть от карфагенских поставок олова из Корнуолла.
Он просто поднаторел в работе с повсеместно доступным железом — и размазал Карфаген.
Но сам, в какой-то мере, погорел на том, что сделал ставку на бетонное строительство — а тогдашний цемент слишком сильно зависел от вулканического пепла, пуццоланы, ограниченного и убывающего ресурса (и Везувий, и Этна отказывались лишний раз извергаться ради имперского строительства, а прежний цемент промокал со временем).
Опять же, практически одновременно со сталью, в девятнадцатом веке, человечество освоило «универсальные» технологии производства цемента — и всё опять же упиралось в температуру печей.
Когда мы освоим графен («мы» - в широком смысле, Цивилизация, а не только наша Корпорация со своим проектом Румпельштильцхен) — сделаются смешными многие прежние представления о монопольной ценности былых стратегических ресурсов.
И при этом — вангую ренессанс бронетехники, которая на данный момент будто бы вчистую проиграла сражение снаряда и брони. Но не столько даже ползающей бронетехники — сколько летающей.
Оружейная летающая платформа из ячеистого графена — и поди знай, чем эту суку сбивать, когда даже от прямых попаданий ракет — она просто немножко смещается… и насмехается.
Впрочем, на каждую хитрую — найдётся свой с резьбой.
no subject
Date: 2022-07-04 04:08 pm (UTC)+
Date: 2022-07-09 05:02 pm (UTC)no subject
Date: 2022-07-05 08:04 am (UTC)Сколько это будет на 30 км - боюсь даже считать. Нашел, что плотность врздуха на 20км - 0,089 кг/м3, то есть в 14,6 раз меньше. Соотв, объем должен быть в 14,6 раз больше, т.е. диаметр - в 2,5 раза больше - почти 60 метров.
no subject
Date: 2022-07-05 02:58 pm (UTC)no subject
Date: 2022-07-06 09:00 am (UTC)no subject
Date: 2022-07-05 05:06 pm (UTC)no subject
Date: 2022-07-06 08:57 am (UTC)