Газ будущего, который съедает металл: опасная правда о водороде

Как запустить трубу в космос и можно ли сделать ее прямо из топлива? Почему водород тяжело транспортировать по газопроводу? И зачем пингвинам понадобился пешеходный переход?

Об этом рассказали в программе "Как устроен мир" с Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ.

Можно ли запустить трубу из топлива в космос

Что такое ракета? По сути – труба, до отказа заполненная топливом. Например, в ракете "Союз" топливо составляет более 90% от общей массы. Но если внутри "Союза" имеются хотя бы баки для горючего, то твердотопливная ракета – это действительно просто труба, заполненная твердым топливом.

"Конечно, твердотопливный двигатель – это очень простая, надежная конструкция. Это просто корпус двигателя, цилиндрический корпус. Отдельная технологическая задача – разместить смесевой твердотопливный заряд или так называемый нитроцеллюлозный коллоидный заряд, где смешивается сразу горючий окислитель", – рассказал доцент кафедры космических систем и ракетостроения МАИ Валерий Панасенков.

Но иногда ракета – это "труба" в прямом смысле слова. Бойцы ХАМАС рассказали, как они делают ракеты из водопроводных труб, которые выкапывают прямо из-под земли. Правда, достоверность их слов у многих вызывает сомнение.

Инженеры из Минска создали "летающую трубу" с грузоподъемностью больше, чем у обычных самолетов

Заставить трубу летать пытаются и авиаторы. Так, например, в Минске построили кольцеплан Нарушевича.

"У замкнутого кольцевого крыла есть и достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести его сравнительно высокую прочность. Кроме того, интересны попытки использовать кольцевое крыло в качестве внешнего кольца для движительной системы, ну скажем, как кольцо вентилятора. И тогда это позволяет еще и повысить КПД движителя", – объяснил авиаинженер, исполнительный директор "РКК-Наука" Юрий Захарченко.

Такая летающая труба – вовсе не каприз изобретателя.

• Испытания показали, что кольцеплан совершенно не реагирует на порывы бокового ветра.
• Но главное – у него оказалось самое высокое соотношение полезной нагрузки и общей снаряженной массы.

То есть такая схема позволяет создавать более грузоподъемные машины по сравнению с самолетами традиционной схемы.

Как в аэродинамической трубе тестируют современные транспорт и дома

В любом случае современные машины, особенно самолеты, должны проходить испытания в аэродинамической трубе перед тем, как пойти в массовое серийное производство. Это такая труба, в которой имитируют ветер. Причем встречный ветер может быть огромной силы. Существуют аэродинамические трубы, в которых создают ветер как при сверхзвуковой скорости.

Все это необходимо для того, чтобы создавать быстроходные транспортные средства или сооружения, которые будут устойчивы в отношении стихийных бедствий.

Почему транспортировать водород по обычному газопроводу очень рискованно

Первая причина – у него самая большая проницаемость среди всех химических элементов

Водород из-за своей энергоемкости и экологической чистоты считается топливом будущего. Казалось бы, почему не транспортировать его по трубам так же, как и природный газ? Но стоит водород смешать с воздухом в определенных пропорциях, как возникает взрывоопасный гремучий газ.

"Водород – это начальный элемент таблицы Менделеева, у него самый маленький размер ядер и атома. То есть у него самая большая проникающая способность среди всех элементов, которые мы знаем. Мельчайших микротрещин, негерметичностей достаточно, чтобы он просачивался", – пояснил доктор технических наук Никита Голунов.

Вторая причина – водород вызывает хрупкость металлов

Прокачивать чистый водород по обычному газопроводу нельзя еще по одной причине – этот газ взаимодействует с металлами, вызывая у них так называемое охрупчивание.

Поэтому, вероятно, трубы для транспортировки водорода в будущем придется делать из совершенно новых материалов.

"Это, скорее всего, будут не металлы. Это будут какие-то полимерные вещества – нанографены, нанотрубы. Это будут какие-то новые технологии", – предположил доктор технических наук Никита Голунов.

Транспортировать водород по трубам можно, если смешать его с природным газом

Но неужели водород вообще невозможно транспортировать по существующим трубопроводам? Оказывается, можно, но только в виде смеси с тем же природным газом.

"Создание метановодородных смесей, то есть добавление к метану водорода в пределах 5, 10, 15%, не сильно изменяет текучесть, но существенно повышает теплоемкость. А самое главное – за счет того, что молекулы водорода меньше, чем молекулы метана, его можно еще и перекачать больше", – добавил Голунов.

Как роботы помогают в исследовании трубопровода

В последнее время появилось множество роботов, которые помогают обследовать трубы. Например, гибрид паука и квадрокоптера инспектирует состояние сварных швов.

Другие роботы позволяют осмотреть трубу изнутри. Но выкапывать из-под земли и ремонтировать их приходится людям. И вот уже разработчики представили робота, который не только находит повреждение, но и ремонтирует трубу прямо изнутри при помощи специальной насадки, которой он наносит на стенки полоску быстрозатвердевающей смолы.

Можно ли ловить рыбу на трубу

Труба – вещь универсальная, и зачастую народные умельцы находят для нее самое неожиданное применение. Например, ловят на трубу рыбу.

"Известен прием ловли рыб, например, бычков, на трубу. Здесь надо сказать, что бычки не только не боятся этой самой трубы, а наоборот, считают, что в этой трубе их ждет спасение и укромный уютный домик. Они прячутся в это укрытие. Этим как раз пользуются хитрые рыбаки", – рассказал доцент кафедры биологии и химии ВоГУ, кандидат биологических наук Дмитрий Кривошеев.

Зачем в Новой Зеландии построили трубопровод для пингвинов

Но трубу можно использовать и для того, чтобы помочь братьям нашим меньшим. В Новой Зеландии построили трубопровод специально для пингвинов.

"В некоторых случаях используют подвесные трубы, мосты, с помощью которых животные могут проходить над трассами. Но чаще всего эти трубы проходят либо под трассами, либо под водой, если речь идет о каких-то водных обитателях", – объяснил ветеринарный врач, кандидат ветеринарных наук Илья Морозов.