Усыг задлах үр ашигтай арга олов

Image Credit: Wikimedia Commons

Америкийн Хьюстоны их сургуулийн Пол Чугаар удирдуулсан эрдэмтдийн баг усыг устөрөгч болон хүчилтөрөгч болгон задлах маш хямд төсөр бөгөөд үр ашигтай арга олжээ. Ирээдүйд газрын тос, шатах хийн хэрэглээг устөрөгч орлох болно гэж үзэж буй. Иймээс ч машин үйлдвэрлэгчид устөрөгчөөр ажиллах автомашин бүтээхээр шаргуу ажиллаж байгаа билээ. Устөрөгчөөр ажиллах машин нь түlшний савны оронд өндөр даралт бүхий устөрөгч хадгалах савтай байх юм. Ажиллахдаа агаараас хүчилтөрөгчийг татан авч устөрөгчтэй нэгдүүлэн, энэ урвалаар шууд цахилгаан гүйдэл гаргаж, цахилгаан хөдөлгүүрийг ажиллуулна. Цахилгаан хөдөлгүүр нь дотоод шаталтын хөдөлгүүрээс олон давуу талтай. Дотоод шаталтын хөдөлгүүр нь бензин болон дизелийн түлшийг шатааж ихээхэн хэмжээний нүүрсхүчлийн хий, азотын исэл зэрэг олон төрлийн таагүй хий үүсгэхээс тос тосолгоо, хөргөлтийн шингэн зэргийг нь дахин дахин солих цэвэрлэх ихээхэн үнэ өртөгтэй үйлчилгээ шаарддаг. Эвдрэх нь ч олон, засвар нь ч үнэтэй. Харин цахилгаан хөдөлгүүрт ийм үйлчилгээ хэрэггүй. Жишээ нь та тоос сорогч, эсвэл угаалгын машины хөдөлгүүрт тусгай үйлчилгээ, тос, тосол хийдэггүй шүү дээ.

Цахилгаан хөдөлгүүрийн хувьд устөрөгч нь эрчим хүчний хамгийн тохиромжтой үүсгүүр юм. Устөрөгч хүчилтөрөгчтэй урвалд орж цахилгаан үйлдвэрлээд утааны оронд цэвэр ус л гаргана. Харин устөрөгчийн хөдөлгүүр ийм олон давуу талтай хэрнээ өргөн хэрэглэгдэхгүй байгаа шалтгаан нь устөрөгчийг гарган авах болон хадгалах нь өндөр зардалтай байгаатай холбоотой. Усыг бүрдүүлж буй устөрөгч болон хүчилтөрөгчийн атомууд нь хоорондоо маш бат бөх холбогдсон байдаг. Энэ холбоог таслахад катализаторууд чухал үүрэгтэй.

Эрдэмтдийн саяхны нээсэн катализатор нь устөрөгчийг хямдхан үйлдвэрлэх боломж олгож байгаа юм. Тэгэх тэгэхдээ бүр нэг сумаар хоёр туулай буудна гэдэг шиг өмнөх аргуудтай харьцуулахад илүү их үр бүтээмжтэй, дээр нь бас хямд төсөр юм. Энэ катализаторыг сүвэрхэг бүтэцтэй никел суурь дээр ферритлэг метафосфатыг суулгах аргаар бүтээжээ. Катализатор нь тасралтгүй хорин цагийн туршид хэрэглэгдэх боломжтой аж.

Одоо устөрөгчийг метан хийнээс, эсвэл нүүрсийг хийжүүлэх аргаар үйлдвэрлэж буй. Ингэж үйлдвэрлэхэд дагалдаад ихээхэн хэмжээний нүүрстөрөгч хаягдал болдог. Харин электролизийн аргаар үйлдвэрлэхэд иридий, цагаан алт, рутений гэх мэт үнэтэй металлууд хэрэглэгддэг. Харин шинэ катализаторын тусламжтайгаар үйлдвэрлэхэд иймэрхүү хаягдал огт гарахгүй, үнэтэй металл ч хэрэглэхгүй юм. Никел нь маш түгээмэл тархсан, хямд металл. Мэдээж усыг задлахад цахилгаан эрчим хүч хэрэгтэй. Гэхдээ эрдэмтэд нарны эрчим хүчийг ашиглах бодолтой байна. Энэ нээлт нь газрын тос болон нүүрсний хэрэглээг эрс багасгах чухал хувьсгалын эхлэл байх болно гэдэгт

 

SSD гэж юу вэ?

By Jacek Halicki – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=60157072

Анхны хатуу дискийг 1980 онд бүтээжээ. Энэ дискний багтаамж нь дөнгөж 5мегабайт байв. Үүнээс хойш багтаамж нь тасралтгүй өссөөр эдүгээ та бидний хэрэглэж буй компьютерын хатуу дискний багтаамж нь терабайтаар хэмжигдэхүйц болж нэмэгджээ. Анхны хатуу дискнээс даруй 200 мянга дахин их багтаамжтай болоод байна. Тун удахгүй 10терабайт багтаамжтай хатуу диск бүхий компьютерууд ердийн стандарт болно. Гэвч хатуу дискэнд нэгэн өрсөлдөгч гарч иржээ. Энэ бол SSD (Solid State Drive) юм. Магадгүй зарим нэг хэрэглэгчид аль хэзээний ийм санах ой бүхий компьютер худалдаад авчихсан, хэрэглэж байж ч мэднэ. Товчоор хэлбэл SSD нь ерөнхийдөө бидний хэрэглэдэг флэш санах ойтой төсөөтэй. Гэхдээ хэмжээ болон багтаамж нь илүү том, илүү нарийн ажиллагаатай. SSD дотор хатуу дисктэй ижил эргэлдэх, хөдлөх эд анги байхгүй. Хатуу дискнээс мэдээлэл уншихгүй үед ч гэсэн диск нь өндөр хурдтайгаар байнга эргэлдэж байдаг.

SSD-ийн үндсэн санаа бараг 50-иад жилийн өмнө гарсан ч гэсэн тухайн үеийн технологиор нь хангалттай багтаамжтай, найдвартай санах ой хийх боломжгүй байсан юм. 1976 онд Датарам хэмээх компани анхны SSD-г үйлдвэрлэн гаргаж байсан боловч хэт нүсэр, хэт үнэтэй байсан тул зах зээл дээр амжилт олж чадаагүй аж. Уг SSD нь 256килобайт багтаамжтай боловч 9700 ам. долларын үнэтэй байжээ. Одоогийн ханшаар бол 37000 ам. доллар гэсэн үг. Хэрэв 1терабайт багтаамжтай SSD байна гэвэл 150 тэрбум ам. долларын үнэтэй болно. Гэвч инженерүүд уг технологийг сайжруулахаар, тасралтгүй оролдож, янз бүрийн SSD-г туршсаар байсныг дурдах нь зүйтэй.

Харин нанотехнологийн хөгжлийн дүнд SSD-г тун хямд, бас их багтаамжтай, өндөр үзүүлэлттэй хийх бололцоотой болж байна. SSD нь ямар ч хөдөлгөөнтэй эд ангигүй. Хатуу дискний хувьд шаардлагатай өгөгдлөө олж уншихын тулд унших бичих толгойг нааш цааш нь зөөн хөдөлгөдөг. Харин SSD дээр  бичигдсэн шаардлагатай өгөгдлийг олж унших, бичих үүргийг түүн дотор байрлах жижиг процессор буюу контроллер гүйцэтгэнэ. Энэ контроллерын хурднаас SSD-ийн унших бичих хурд шууд хамаардаг. Контроллер нь унших бичихээс гадна бичилтийн алдааг хянах, зарим тохиолдолд өгөгдлийг шифрлэх, шифр тайлах гэх мэт маш олон үйлдлийг гүйцэтгэдэг. Одоогоор хамгийн хурдтай контроллер нь Samsung фирмийн MEX бөгөөд унших хурд нь 550МБ/с, бичих хурд нь 520МБ/с хүрнэ.

Teravolt at English Wikipedia [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons

Одоо  SSD-ийн үзүүлэлтүүдийг хатуу дисктэй харьцуулж үзье:

  • Эрчим хүч бага хэрэглэдэг. Ердийн хатуу диск нь 7Ватт чадалтай бол зарцуулдаг бол SSD нь 2-3Ватт чадалтай.  Өөрөөр хэлбэл 2-3 дахин бага эрчим хүч зарцуулна.
  • SSD нь харьцангуй үнэтэй. 1Терабайт багтаамжтай хатуу диск 40-50ам. доллар үнэтэй бол мөн ийм багтаамжтай SSD нь 230ам. доллар үнэтэй.
  • Бага багтаамжтай.  Гэхдээ одоохондоо! Десктоп компьютерт зориулсан их багтаамжтай SSD нь 4Терабайт, нөтбүүкт зориулсан SSD нь голдуу 1Терабайтаас бага багтаамжтай. Харин хатуу дискний хувьд энэ үзүүлэлт 1-10Терабайт хүрч байгаа билээ. Гэвч 2016 он 8 сард Самсунг компани 32Терабайт багтаамжтай SSD үйлдвэрлэж эхэлжээ.
  • Компьютер ачаалах хурдны хувьд SSD нь хавьгүй их хурдтай. Ердийн хатуу дисктэй компьютер 30-40 секундэд ачаалагддаг бол SSD бүхий компьютер 10 секундэд ачаалагдана.
  • SSD дотор хөдөлгөөнтэй эд анги байхгүй учир ямар ч анир чимээгүй ажиллана. Харин хатуу диск нь байнга эргэлдэж байх тул дүнгэнэсэн чимээ гарна. Унших бичих үед соронзон толгойн зөөгдөж байгаа чимээ тод сонсогддог.
  • Бичлэгийн алдаа гарах магадлал нь хатуу дискнээс 1.5 дахин бага.
  • SSD-ийн унших хурд 550МБ/с хүрдэг бол хамгийн хурдтай хатуу дискний хурд 120МБ/с. Энэ бол SSD-ийн хамгийн том давуу тал юм.
  • SSD нь гаднын цохилт, доргилтод маш тэсвэртэй. Харин хатуу дискийг унагах, доргиох, ялангуяа бичлэг бичиж байх үед нь доргиовол эвдрэх өндөр магадлалтай байдаг.
  • Хатуу дискийг гаднын хүчтэй соронзонд ойртуулбал доторх бичлэг нь устаж алга болох магадлалтай. Харин SSD-т ийм сул тал байхгүй.
  • SSD-ийн унших бичих тоо нь хязгаарлагдмал. Энэ бол хамгийн том сул тал нь. Байнгын ажиллагаатай компьютерын SSD нь ойролцоогоор 10 жилийн дараа “элэгдэж” эвдэрнэ. Гэхдээ компьютер, тооцоолох техникийн эдэлгээний хугацаа 5 жил байдгийг санавал энэ нь хангалттай хугацаа юм. Харин хатуу диск олон арван жил найдвартай ажилладаг билээ.

Хэрэв та маш их өгөгдөл (10Терабайтаас их) хадгалах шаардлагатай бол, аль болох хямд систем хайж байгаа бол, компьютерын ачаалах болон унших бичих хурд таны ажилд нөлөөлдөггүй бол хатуу дисктэй компьютерыг сонгох нь зүйтэй.

Харин таны ажилд хурд чухал шаардлагатай, үнэ өртөг таны хувьд асуудал биш бол SSD-ийг сонгох нь зүйтэй.

 

Хүний биеийг дэлгэц болгоно гэнэ

Хацар дээр наасан дэлгэц. Image Credit: Tokyo University

Одоогоор биедээ үргэлж авч явж болохоор дэлгэц гэвэл смарт цаг л байна. Цагаа харж болохоос гадна янз бүрийн мэдрэгч элементүүд болон ЖиПиЭс-тэй тул бараг л ухаалаг гар утсанд дөхөж очсон чадвартай. Гэхдээ нэг л дутагдал бий. Дэлгэц нь даан ч жижигхэн… Тэгвэл дөнгөж саяхан бүтээсэн, хүний арьсан дээр наалддаг маш нимгэн ЛЭД дэлгэц энэ дутагдалтай талыг нь нөхөж чадах нь ээ. Японы эрдэмтэд, судлаачдын бүтээсэн энэ дэлгэц дөнгөж 3-хан микрометр зузаантай. Өөрөөр хэлбэл 0.003мм, хүний үснээс 15 дахин нимгэн. Зөвхөн дэлгэц ч биш, бас нэлээд хурц ЛЭД гэрэлтэй. Наалддаг нимгэн дэлгэц хийхээр газар газрын эрдэмтэд нэлээд эртнээс оролдож эхэлсэн түүхтэй. Гэхдээ өмнөх наалддаг дэлгэцүүд нэлээд дулаан ялгаруулж халдаг байсан тул арьсан дээрээ шууд нааж бас л болохооргүй байжээ. Түүнчлэн агаарт хэдхэн цаг ажиллаад л эвдэрдэг байв. Харин япончуудын бүтээсэн дэлгэц эрчим хүч бага хэрэглэж, маш бага дулаан ялгаруулах тул шууд арьсан дээрээ наагаад ховхорч унах хүртэл удаан хэрэглэж болох аж.   Тэдний бүтээлийн гол нууц нь идэвхгүйжүүлэх үе гэж нэрлэгдэх нимгэн хамгаалагч гадаргуунд оршино. Энэ үе нь дэлгэц, хүний арьсыг хооронд нь нягт наалдуулахаас гадна дэлгэц арьсны хөдөлгөөнийг дагаж сунахад эвдрэлээс хамгаалж чаддаг юм байна. Хүний хөлс, хүчилтөрөгчийн исэлдүүлэх нөлөөнөөс дэлгэцийг найдвартай хамгаалах тул дэлгэц хэдэн өдрийн туршид ч найдвартай ажиллаж болно гэнэ. Дэлгэцийн гэрэлтэгч гол элемент нь полимерээр хийсэн гэрэлт диод. Энэ нимгэн диод нь цахилгаан гүйдэл гүйхэд гэрэлтдэг.

Арьсан дээрээ гэрэлтэж өөрчлөгддөг өнгөт “шивээстэй” байвал? Тэр шивээс нь хэрэгцээтэй үед тооны машин, биеийн дулааныг үзүүдэг термометр, зүрхний цохилт, цусны даралтыг үзүүлдэг байвал ямар вэ? Шинэ дэлгэцийг ашигласнаар дээрх зүйлсийг бодит болгож болно. Түүнчлэн инженер техникийн ажилтнуудын маш чухал хэрэгцээтэй зүйлийн нэг болох нь. Талбай дээр ажиллаж байгаа барилгын инженерээс эхлээд, нисэх онгоц, техник тоног төхөөрөмж дээр ажиллаж байгаа засварчид техникийн ажилчид гарынхаа ар дээр наасан нимгэн дэлгэцээр дамжуулан заавар зөвлөгөө авч болно. Аялалд явахдаа заавал хүнд том ЖиПиЭс хармаалж явах шаардлагагүй болно гээд олон зүйлд хэрэглээгээ олох бололтой.

Дахиад Приусын тухай

2016 он ы Приус. Image Credit Toyota

Хямралтай үеийн хамгийн эрэлт хэрэгцээтэй унаагаар Приус шалгарч байна. Иймээс уншигчиддаа 2016 оны Приус машины талаарх сонирхолтой мэдээллүүдийг хүргэхийг зорилоо. Монголчуудын Приус 40 хэмээн нэрлээд байгаа энэ машин өмнөх загваруудаас чухам юугаараа ялгаатай талаар эндээс мэдэж авах болно. Үнэндээ Prius XW50 гэсэн нэртэй тул Приус 50 гэх нь илүү тохиромжтой биз ээ.

1. Хөдөлгүүрүүдийн чадлын хуваарилалтыг сайжруулжээ. 1.8 литрийн 4 цилиндртэй хөдөлгүүр, хоёр цахилгаан хөдөлгүүр, СиВиТи хурдны хайрцаг зэрэг нь өмнөх загвараас өөрчлөгдөөгүй боловч тэдгээрийн хоорондын үр дүнтэй ажиллагааг нэмэгдүүлсэн байна. Дотоод шаталтын хөдөлгүүрийн эд ангийн үрэлтийг багасгаснаар ашигт үйлийн коэффицентийг 40 хувьд хүргэжээ. Мөн хөдөлгүүрээс гарах утааны дулааныг буцаан ашигласнаар шатахуун агаарын холимогийг хамгийн зохистой хэмжээнд барих боломж бүрдсэн байна. Түүнчлэн утааны халууныг хөргөлтийн шингэн буюу тосоолыг түргэн халаахад зарцуулдаг болжээ. Ингэснээр хүйтэнд машинаа халаах гэж удаан хүлээх шаардлагагүй боллоо гэсэн үг.

2. Литийн ионы зай хураагуур. Өмнөх загваруудад никел-металлын гидратын зай хураагуурыг хэрэглэдэг байсан бол энэ шинэ загварт литийн ионы зай хураагуурыг ашиглах болжээ. Хуучин зай хураагуур арын багажны хэсэгт ихээхэн зай эзэлсэн овоо жинтэй эд байсан. Харин литийн ионы зай хураагуур нь хөнгөн нимгэн болсон тул арын суудлын доогуур, шатахууны савтай зэрэгцэн байрлах болжээ.

3. 2016 оны загвар бусад загваруудаасаа шатахуунд хамгийн хэмнэлттэй нь болж чадсан. Хот дотор 100км-д 4.7л, шулуун замд 4.4л шатахуун зарцуулна. Машины салхи зүсэх чадвар болон жинг багасгасан нь үүнд бас түлхэц болсныг дурдах хэрэгтэй.  Энэ машин жолоодлогын Normal Eco, EV, ба Power гэсэн 4 горимтой.Normal буюу хэвийн горимд шатахуун зарцуулалт ба хүчин чадлын зохистой харьцааг барьдаг. Хэрэв шатахуун зарцуулалтыг улам багасгая гэвэл Эко горимыг нь сонгох хэрэгтэй. Хурд хүч шаардлагатай бол Power горим дээр тавина. Энэ горимд мэдээж шатахуун зарцуулалт хамгийн их болно. Харин зөвхөн цахилгаан хөдөлгүүрээрээ явах шаардлагатай бол EV горимыг сонгоно. Гэхдээ цахилгаан хөдөлгүүрээр хоёроос гурван км л явж болно гэдгийг анхаараарай. Зай хураагуурын цэнэг огцом дуусах тул тун удахгүй хэвийн горимд шилждэг.

4. Хэрэв та Приус машин хөлөглөдөг бол өвөл хүйтэнд шатахуун зарцуулалт огцом ихэсдгийг мэдэх биз. Үүний нэг гол шалтгаан нь салооныг халаахын тулд ихээхэн шатахуун зарцуулдагт оршино. Гадаа хасах гуч, дөчин хэм хүрч хүйтрэхэд шатахуун зарцуулалт Сонатагаас дутахааргүй болдог шүү дээ. Приусын ихэнх хэрэглэгчид халуун дулаан оронд байдаг болохоор халаалалтад зарцуулах шатахуун талаар өмнөх загваруудад ер анхаараагүй байна. Харин шинэ загварт энэ тал дээр анхаарал хандуулжээ. Автомашины хамгийн их дулаан алддаг хэсэг бол урд буюу салхины шил. Салхины шилээр дулаан алдахыг багасгахын тулд дулаан тусгаарлах чадвартай тусгай шил сонгожээ. Мөн салооныг халаах цахилгаан халаагууртай болсон тул хүйтэнд машинаа халахыг хүлээн нормальдаж зогсох шаардлагагүй болсон. Хөдөлгүүр хангалттай халангуут цахилгаан халаагуур автоматаар сална. Мөн кабиныг бүхэлд нь халаахын оронд зорчигч сууж байгаа хэсгийг л халаах болсон байна.

5. Мэдээжээр аюулгүй байдал бол анхаарлын төвд ямагт байсаар ирсэн. Шинэ Приуст Safety Sens-P гэх аюулгүйн системийг суурилуулжээ. Хурдтай явж байх үед замаас огцом гарахаас сэргийлэх, холын гэрлийг автоматаар шилжүүлэх, мөргөлдөөнөөс сэргийлж тоормослох, эргэн тойрны саадыг радарын тусламжтайгаар мэдрэх, явган зорчигчийг таньж мөргөхөөс сэргийлэх гэх мэт үйлдлүүдийг автоматаар хийдэг гайхалтай ухаалаг систем юм байна.

6. Автоматаар өөрийгөө зогсоолд байрлуулж чадна. Машинуудтай зэрэгцүүлж, эсвэл замын хашлагад шахаж тавих үйлдлийн аль алийг нь гүйцэтгэж чадна. Гэхдээ зогсоолын цагаан шугам нь ойлгомжтой, тод харагдахуйц байх хэрэгтэй шүү. Мөн ойролцоо байгаа машин, эд юмсыг шүргэхгүйн тулд тусгай дохиолол хэрэглэдэг.

[post_view]

Ангараг гарагт дөч хоногийн дотор хүрнэ

Союз ТМА хөлөг. Хатуу болон шингэн түлшний (химийн урвалын) хөдөлгүүрүүдтэй. Image credit: Wikipedia
Союз ТМА хөлөг. Хатуу болон шингэн түлшний (химийн урвалын) хөдөлгүүрүүдтэй. Image credit: Wikipedia

Оросууд сансрын аялалд хувьсгал болохуйц шинэ хөдөлгүүр бүтээхээр ажиллаж байна. Уг хөдөлгүүр нь цөмийн эрчим хүчээр ажиллах аж. Одоо хэрэглэж байгаа пуужингийн хөдөлгүүр нь түлшний шатах урвалаар ялгарах дулааныг ашигладаг, өөрөөр хэлбэл химийн урвал дээр үндэслэгдсэн хөдөлгүүр юм. Химийн урвалын хөдөлгүүр нь нүсэр хүнд, үнэ өртөг ихтэйгээс гадна нарны аймгийн гаригуудад хүрэх аялалд тохиромжтой биш, боломж нь хязгаарлагдмал юм. АНУ-ын НАСА  ойрын ирээдүйд Ангараг гарагт хүний мөр гаргахаар хичээн ажиллаж байгаа билээ. Гэхдээ энэ аялал хүнд хэцүү аялал болно гэдэг нь одоо ч тодорхой. Учир нь аялал жил хагас гаруй хугацаанд үргэлжилнэ. Энэ урт хугацаанд багийн гишүүдийг хоол хүнсээр хангахаас эхлээд нарнаас ирэх цацрагийн аюулаас хамгаалах нь техник технологийн хувьд үнэхээр хүнд даваа болоод байгаа билээ.

 1960-аад онд АНУ, ЗХУ хоёр сансарт хүн гаргах, саран дээр хүн буулгах гэж өрсөлдөцгөөж байсан бол эдүгээ Ангараг гаргийг түрүүлж эзэмшихээр өрсөлдөцгөөж эхлээд байна.  Харин энэ удаа оросууд хожуу эхэлсэн ч гэсэн илүү ухаалаг гэж болохоор шийдэл боловсруулжээ. Тэдний боловсруулаад байгаа цөмийн хөдөлгүүр нь сансрын нисгэгчдийг Улаан гараг дээр зургаан долоо хоногт хүргэж чадна гэнэ. Сансрын аялалын хувьд харьцангуй бага гэж болохоор 274 сая долларын үнэ өртөгтэй төслийг улсын мэдлийн Росатом нэгтгэл хэрэгжүүлж буй бөгөөд 2018 онд цөмийн хөдөлгүүр бэлэн болж шалгалт сорилтод орох гэнэ.

Одоо хэрэглэгдэж буй химийн хөдөлгүүрүүд нь Ангараг гарагт хүмүүсийг хүргэж чадах боловч буцаан авч ирэх боломжгүй юм. Харин цөмийн хөдөлгүүр нь богино хугацаанд нисгэгчдийг Ангарагт хүргэхээс гадна Ангарагийн тойрог зам орчимд хангалттай их маневр хийх боломжтой, бүр нисгэгчдийг эх Дэлхийд буцаан авчирах чадалтай байх юм. Хэрэв оросууд энэ хөдөлгүүрээ амжилттай бүтээж чадвал NASA болон ESA -г тоосон дундаа орхилоо л гэсэн үг.  Тэд ч оросын тоосонд булагдахгүйн тулд Ангарагт америк эрийн гутлын мөрийг гаргахаар хичээн ажиллаж байна.

Мэдээг уншсан:  [post_view]