Изобретения + Фотография

Бременская стартап-компания Polaris Space Flugzeugs сообщила, что 8 ноября 2022 года с аэродрома Пенемюнде успешно выполнила первый полет демонстратора космических самолетов «Афина» (Athena). По данным компании, «Афина» разработана по заключенному с ВС Германии в марте 2022 года контракту. Это уже третий масштабный демонстратор космического самолета, построенный и запущенный Polaris, и первый летательный аппарат, изготовленный по поручению конкретного заказчика.

Как следует из сообщения, первый полет состоялся в специально созданной для Polaris ограниченной зоне полетов (ED-R), установленной немецкой авиадиспетчерской службой для проведения летных испытаний. ED-R охватывает аэропорт Пенемюнде и прилегающие воды Балтийского моря общей площадью 260 кв. км.

Космический самолет управлялся дистанционно с помощью телеметрической системы, действующей вне зоны прямой видимости (BVLOS), и автоматического регулятора полета, который стабилизирует аппарат в воздухе и предотвращает сваливание. Первый полет прошел на дальности около 10 км.

По данным разработчика, «Афина» имеет длину 3,5 м и взлетную массу 120 кг. На начальном этапе аппарат оснащается четырьмя турбореактивными двигателями и, как ожидается, будет развивать скорость 0,4 Маха с турбонаддувом. Центральная часть планера предназначена для последующей интеграции ракетного двигателя и соответствующей ракетно-топливной системы, что значительно повысит тактико-технические характеристики изделия. Прочная и надежная конструкция аппарата рассчитана на боковые маневренные нагрузки до 6,6g. Характеристики шасси гарантируют дополнительную прочность при жесткой посадке.

Руководство Polaris заявляет, что разрабатывает многоразовые многоцелевые космические самолеты. Их отличительными особенностями являются взлет и посадку с обычных взлетно-посадочных полосах в стиле самолета, а также возможность автономного использования. Считается, что многоразовость и возможность летной эксплуатации обеспечивают фундаментальное снижение затрат по сравнению с традиционными ракетами, а также беспрецедентный уровень оперативности, гибкости и безопасности.

По словам представителя Polaris, компания гордится тем, что спроектировала, построила и испытала демонстратор менее, чем за 8 месяцев, полностью уложившись в график и бюджет проекта. Помимо прочего, проделанная работа включала также освоение сложной нормативно-правовой базы, которая позволила Polaris управлять демонстратором из густонаселенной страны, такой как Германия.

Целью проводимой немецкой компанией работы является разработка гиперзвукового летательный аппарат, предназначенного в первую очередь для вывода спутников в космос. Прототип такого изделия планируется завершить в 2025 году. Наряду с доставкой грузов в космос, космический самолет также будет использоваться для ведения разведки.

Планируется, что во время полета пилот сможет совершать подъемы на высоту более 100 км, то есть в космос, это позволит проводить разведку в мирное время, не нарушая воздушное пространство какого-либо государства. Поскольку для достижения гиперзвуковой скорости более 5 Маха реализуемая концепция предполагает использование ракетных двигателей – траектория полета аппарата в атмосфере становится значительно более гибкой, чем у обычного самолета с воздушно-реактивным двигателем

Что то напомнило похожее...

Пруф

Для создания реалистичной графики в играх используется огромное количество различных сложных технологий. Одной из них является фотограмметрия, призванная сделать виртуальный мир реалистичнее за счет переноса в него реальных объектов с помощью фотографии. В чем суть технологии, как она работает и где применяется?

Немного истории

Фотограмметрия — это наука и технология получения надежной информации о физических объектах и окружающей среде через процессы записи, измерения и интерпретации фотографических изображений. Этот метод используется в различных областях, таких как картография, архитектура, геодезия и даже криминалистика. Основная идея фотограмметрии заключается в том, чтобы использовать фотографии для создания точных моделей и карт.

Фотограмметрия позволяет получать данные о форме, размере и положении объектов, что делает ее незаменимой в различных научных и практических областях. Например, в геодезии фотограмметрия используется для создания топографических карт, в архитектуре — для документирования исторических зданий, а в криминалистике — для реконструкции мест преступлений. Благодаря своей универсальности и точности, фотограмметрия нашла широкое применение и продолжает развиваться с появлением новых технологий.

Ранние этапы развития фотограмметрии

Фотограмметрия начала развиваться в середине 19 века, вскоре после изобретения фотографии. Первые попытки использовать фотографии для измерений и картографирования были сделаны в 1850-х годах.

В 1851 году французский инженер Доминик Франсуа Араго предложил использовать фотографии для топографических съемок. В 1858 году французский фотограф и картограф Aimé Laussedat впервые применил фотограмметрию для создания карт.

Примеры ранних применений

• 1858 год: Aimé Laussedat использовал фотографии для создания топографических карт Парижа. Этот метод позволил значительно ускорить процесс картографирования и повысить точность получаемых данных.

• 1867 год: немецкий ученый Albrecht Meydenbauer разработал метод фотограмметрии для архитектурных съемок. Его работа стала основой для дальнейшего развития архитектурной фотограмметрии, которая используется для документирования и реставрации исторических зданий.

Эти ранние примеры показывают, как фотограмметрия начала находить свое применение в различных областях. Несмотря на ограниченные технические возможности того времени, исследователи смогли заложить основы для дальнейшего развития этой науки.

Эволюция технологий и методов в 20 веке

С развитием технологий в 20 веке фотограмметрия претерпела значительные изменения. Появление авиации и спутниковых технологий открыло новые возможности для фотограмметрии. Эти инновации позволили значительно расширить область применения фотограмметрии и повысить точность получаемых данных.

Авиасъемка и спутниковая фотограмметрия

• 1920-е годы: Появление авиасъемки позволило создавать более точные и детализированные карты. Фотограмметрия стала важным инструментом в военной разведке и картографии. Авиасъемка позволила получать данные о больших территориях за короткое время, что было особенно важно в условиях военных действий.

• 1960-е годы: С запуском первых спутников началась эра спутниковой фотограмметрии. Спутниковые снимки предоставили возможность получать данные о больших территориях с высокой точностью. Это открыло новые возможности для мониторинга природных катастроф, изучения климата и других научных исследований.

Программное обеспечение и цифровая фотограмметрия

С развитием компьютерных технологий фотограмметрия стала цифровой. Появление специализированного программного обеспечения позволило автоматизировать многие процессы, делая их более точными и эффективными.

• 1980-е годы: Разработка первых программ для цифровой фотограмметрии. Эти программы позволили значительно упростить процесс обработки фотографий и получения данных.

• 1990-е годы: Широкое распространение цифровых камер и развитие компьютерных технологий способствовали дальнейшему развитию фотограмметрии. Цифровые камеры позволили получать изображения с высокой разрешающей способностью, что повысило точность фотограмметрических измерений.

Эти технологические достижения позволили значительно расширить область применения фотограмметрии и повысить точность получаемых данных. Сегодня фотограмметрия используется в самых различных областях, от создания 3D моделей городов до мониторинга природных катастроф.

Современные достижения и инновации

Сегодня фотограмметрия используется в самых различных областях, от создания 3D моделей городов до мониторинга природных катастроф. Современные технологии, такие как дроны и лазерное сканирование, значительно расширили возможности фотограмметрии.

Примеры современных применений

• Архитектура и строительство: Создание точных 3D моделей зданий и сооружений. Фотограмметрия позволяет документировать исторические здания, проводить их реставрацию и создавать виртуальные туры.

• Геодезия и картография: Создание высокоточных карт и моделей местности. Фотограмметрия используется для создания топографических карт, мониторинга изменений ландшафта и других геодезических задач.

• Криминалистика: Использование фотограмметрии для реконструкции мест преступлений. Фотограмметрия позволяет создавать точные 3D модели мест преступлений, что помогает в расследовании и анализе доказательств.

Инновации и новые технологии

• Дроны: Использование дронов для аэрофотосъемки позволяет получать данные с высокой точностью и детализацией. Дроны могут использоваться для мониторинга строительных площадок, сельскохозяйственных угодий и других объектов.

• Лазерное сканирование: Совмещение фотограмметрии с лазерным сканированием позволяет создавать более точные и детализированные модели. Лазерное сканирование используется для создания 3D моделей зданий, ландшафтов и других объектов.

Эти современные достижения и инновации позволяют значительно расширить возможности фотограмметрии и повысить точность получаемых данных. Фотограмметрия продолжает развиваться и находить новые применения в различных областях.

Будущее фотограмметрии

Фотограмметрия продолжает развиваться, и будущее этой науки выглядит многообещающе. Новые технологии, такие как искусственный интеллект и машинное обучение, открывают новые возможности для автоматизации и повышения точности фотограмметрических методов.

Перспективы развития

• Искусственный интеллект: Использование ИИ для автоматической обработки и анализа фотограмметрических данных. ИИ может использоваться для распознавания объектов на фотографиях, автоматической коррекции ошибок и других задач.

• Машинное обучение: Применение машинного обучения для улучшения точности и эффективности фотограмметрических методов. Машинное обучение позволяет создавать модели, которые могут адаптироваться к изменениям и улучшать свою точность со временем.

• Виртуальная и дополненная реальность: Интеграция фотограмметрии с VR и AR для создания интерактивных моделей и симуляций. VR и AR позволяют создавать виртуальные туры, обучающие симуляции и другие интерактивные приложения.

Фотограмметрия, начавшаяся как простая идея использования фотографий для измерений, превратилась в мощный инструмент, который продолжает развиваться и находить новые применения. Будущее этой науки обещает быть еще более захватывающим и инновационным.

С развитием новых технологий фотограмметрия будет продолжать находить новые применения и улучшать свою точность. Это позволит создавать более точные и детализированные модели, что будет полезно в различных научных и практических областях.

Но давайте вернемся к основному вопросу, "Что такое фотограмметрия?" и как она применяется в играх...

Фотограмметрия в 3D-графике

Для создания 3D-моделей используются снимки объекта с разных сторон. Специальное программное обеспечение сначала определяет положение камеры во время снимков, а затем «сшивает» их для создания единого графического пространства.

После этой процедуры программа переносит полученные данные в 3D-модель, используя полигоны — те самые треугольники, которые стоят в основе компьютерной 3D-графики реального времени. Так как поверхности реальных объектов очень сложные, изначальное количество полигонов на модель может достигать сотен тысяч.

Для использования в кинематографии детальные модели только в плюс, ведь каждая мелочь только придает реалистичности. А вот для использования в играх модели упрощаются в десятки или даже сотни раз, так как в режиме реального времени графические процессоры компьютеров не в состоянии справиться с изначальной громадной детализацией.

При этом находится некий баланс между изначальным количеством деталей и количеством полигонов, которые могут «переварить» видеокарты. В результате графические ресурсы такие модели в играх потребляют аналогично вручную нарисованным, а вот выглядят гораздо более достоверно.

Оборудование для создания моделей

Для создания исходного материала используются фотокамеры. После череды снимков с разных сторон фотографии загружаются в программу, которая обрабатывает их и превращает в 3D-объект.

Чем больше снимков и чем качественнее камера, тем более точной получается итоговая модель.

Многое зависит и от освещения — оно должно быть с определенной цветовой температурой, качественное и однородное. При неправильном освещении перенесенный в 3D-сцену объект может выглядеть неестественно. По той же причине на объекте переноса должны отсутствовать посторонние тени и блики. У моделей, которые можно разделить на части, например, оружия, каждую деталь для более высокой точности сканируют отдельно, затем «склеивая» их воедино в программе-редакторе.

Для качественной фотограмметрии используются все атрибуты фотостудии — камеры с достойной оптикой, студийное освещение, окружение белого цвета. Более того, крупные игровые компании создают специальные комнаты с массивом камер, закрепленных вокруг предмета съемки с точным позиционированием. Такая конструкция позволяет наиболее корректно сделать снимки с определенных координат и максимально точно перенести объект в цифровой вид.

К сожалению, не все объекты сканирования можно транспортировать в студию, особенно крупные и природные. В таких случаях снимки делаются на местах расположения объектов, но не забывая при этом про корректное освещение, отсутствие теней и бликов. Имеющиеся изъяны дорабатывают на компьютере — разница в том, что ручного труда для точного переноса объекта в таком случае требуется больше.

В виду ограничения фотоматериалов

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...

История создания

В Советском Союзе к идее легкого автоматического оружия пришли далеко не сразу. В то время как на западе вовсю разрабатывались образцы пистолетов-пулеметов и автоматических пистолетов советские конструкторы оставались в стагнации. Вывести из этого состояния СССР взялся конструктор Стечкин и его АПС. Этот пистолет стал отличным примером того, как надо вооружать экипажи боевых машин и бойцов спецподразделений легким, надежным и мощным компактным оружием. Однако Стечкин был не одинок в своих разработках, и М.Т. Калашников также решил составить ему конкуренцию, начав разработку Автоматического пистолета Калашникова. После создания своего бесспорно удачного автомата под промежуточный патрон, М.Т. Калашников продолжил развивать его идеи. Он сразу же взялся за модернизацию АК и создания на его базе других моделей оружия (ПК, ПКМ). Однако Калашникова не просто так называют гением конструкторской мысли. Помимо разработки «крупного» оружия, он также взялся за создание пистолета. Несмотря на то, что конструктор был завален другими проектами, ему все-таки удалось довести разработку до логического завершения. После окончания конструирования было создано несколько опытных образцов, часть из которых хранится в Петербургском музее войск связи и артиллерии. Тем не менее АПК проиграл Стечкину в гонке и не был принят на вооружение. Существует много разных мнений на этот счет. Однако самая объективная гласит, что Михаилу Тимофеевичу просто не хватило сил и времени для доведения оружия до ума. Кто знает, какой пистолет лучше бы прижился в войсках.

Конструкция

Автоматический пистолет Калашникова имеет довольно оригинальную конструкцию и занятные ее особенности. Автоматика основана на отдаче полусвободного затвора. Это значит, что пороховые газы при выстреле откидывали затвор, обеспечивая экстракцию гильзы и досылание нового патрона. Запирание производил сам затвор, подпружиненный надевающейся на ствол пружиной возврата (сама пружина была в два раза короче таковой у АПС). АПК имел предохранитель, совмещенный с переводчиком огня и обеспечивал два режима стрельбы: одиночный и непрерывная очередь. А при переводе на положение «предохранитель» пистолет плавно спускал курок, снимая его с боевого взвода. Курок пистолета было невозможно взвести самостоятельно (это сделано для повышения надежности оружия). Как уже было сказано, Калашников не стал внедрять конструктивные решения, снижающие темп стрельбы пистолета. Как и у Стечкина, АПК обладал интересной особенностью в виде кобуры из дерева, которая при необходимости использовалась как приклад. Питался патронами пистолет из двухрядного магазина на 18 патронов калибра 9х18. В общем и целом, Калашников сделал пистолет крайне надежным. Этому поспособствовала простая конструкция (вспомним отсутствие самовзвода курка, простую схему автоматики), но тем не менее это никак не повлияло на эффективность оружия. Высокий темп стрельбы, отличная точность (по этому качеству АПК не уступает своему «брату» и конкуренту АПС) и удобство использования вполне могли помочь постановке АПК на вооружение.

Патрон АПК

На данный момент известно только об одном патроне пистолета АПК - 9х18. Объяснить это не трудно. На тот момент 9х18 ПМ был свежеразработанным, новейшим для советской оборонной промышленности патроном. Он имеет несколько очевидных плюсов: дешевизна в производстве (к тому моменту производство этого патрона было уже успешно налажено), достаточное для того времени останавливающее воздействие пули, отсутствие проблем с хранением и разгильзовкой. Однако уже через 10-20 лет стали появляться не обоснованные слухи лишь из-за "старения" патроны: недостаточное бронебойное действие, препятствующее противодействию целям в бронежилетах, моральное устаревание патрона, постепенно появляющиеся проблемы с останавливающим действием. Данные слухи не имеют ни чего общего с реальностью, так как патрон создавался для полицейских нужд, где важнее останавливающее действие, да и у скольких преступников имеется бронежилет? Плюс современные люди не стали больше в размере, а их кожа толще, что для них патрон стал менее опасным.

Итоги

В конечном итоге АПК получился удачным образцом стрелкового оружия, однако Михаил Тимофеевич не смог довести его до идеальной готовности. Кто-то считает, что так случилось из-за большой загрузки конструкторами проектами других комплексов его разработки. Другие же мнения гласят, что у него не было серьезного желания дорабатывать АПК. Как бы то ни было, Калашникову удалось сработать в своем духе. АПК получился надежным, эффективным и скорострельным оружием, имевшим все шансы попасть на вооружение советской армии.

P.S. Скорей всего существовало 2 модели АПК. Первая модель имела удлиненный рыча затворной задержки и переводчик-предохронитель на раме пистолета. Вторая модель имела короткий рычаг затворной задержки и переводчик-предохронитель на затворе.

Пруф

В 1897 году в Париже родился будущий астроном Бернар Фердинанд Лио. Он окончил Высшую электротехническую школу в 1917 году и с 1917 по 1928 годы работал в Политехнической школе под руководством таких выдающихся физиков, как А. Перо и Ш. Фабри.

В 1920 году (всего в 23 года!) Лио присоединился к Парижской обсерватории, где начал свою карьеру в астрономии. Его ранние исследования были сосредоточены на изучении планет и Солнца, и именно в этот период он начал разрабатывать свои методы поляриметрических измерений.

С 1921 по 1929 год Лио стал пионером в этой области, изучив множество характеристик поверхностных слоёв и атмосфер планет. Учёный обнаружил, что породы на поверхности Луны, Марса и Меркурия по своим поляризационным свойствам близки к земным вулканическим породам. Его открытия о внутреннем кольце Сатурна, которое поляризует свет так же, как скальные земные породы, а также переменности поляризации излучения Сатурна, стали важными шагами в астрономии. Все эти наблюдения он проводил с помощью созданного им высокочувствительного полярископа.

Работа, направленная на определение состава небесных тел, привела Лио к размышлениям о том, как избавиться от ослепительного блеска солнечного диска при наблюдениях вблизи лимба (видимого края Солнца).

В 1868 году астрономы Локьер и Янссен продемонстрировали, что протуберанцы можно наблюдать, даже когда Солнце не затмевается. Однако наблюдение короны без затмения оставалось нерешённой задачей. В 1882 году астроном Хаггинс предпринял попытку решить эту проблему, но и его усилия не увенчались успехом.

Революционные подходы Лио

Бернар Лио тщательно изучил оптические условия, необходимые для устранения рассеянного солнечного света. В обсерватории он обнаружил, что рассеянный солнечный свет в точке I' от лимба Солнца не может быть уменьшен менее чем в 20 или 30 раз от света короны. Это создавало огромные сложности для наблюдений.

Однако Лио заметил, что на Пик-дю-Миди, после выпадения снега, рассеянный свет иногда становится не более интенсивным, чем свет короны на расстоянии 1' от лимба.

Используя это открытие, он разработал уникальные методы для уменьшения влияния рассеянного света, который часто возникал из-за дифракции по краю линзы объектива, царапин и пузырей на линзе, а также отражённого света от задней части линзы.

Оптические инновации

Лио установил экраны для отсечения света от различных источников рассеяния и смог сфотографировать корону. Его усилия привели к получению спектрогелиограммы в свете 5303 Å, что стало значительным достижением. Он также измерил поляризацию вокруг лимба Солнца и определил точные длины волн ряда эмиссионных линий короны, а также их ширину.

Работы Лио стали основой для будущих исследований и разработки более совершенных инструментов.

12 июля 1931 года — поворотный момент в астрономии. В обсерватории Пик-дю-Миди, расположенной в Пиренеях, Лио получил первую в истории фотографию солнечной короны, сделанную вне затмения.

Не одна лишь коронография

Тем не менее, учёный не ограничился изобретением коронографа. Он также разработал поляризационные фильтры, которые позволяют выделять свет с определенными характеристиками, значительно сужая полосу пропускания по сравнению с обычными фильтрами.

Эти фильтры стали незаменимым инструментом для изучения тонких деталей солнечной атмосферы.

Бернар Лио был не только выдающимся учёным, но и щедрым человеком, всегда готовым помочь коллегам. Его вклад в астрономию был отмечен престижными наградами, такими как медаль Кэтрин Брюс и медаль Генри Дрейпера. А присуждение Золотой медали Королевского астрономического общества Великобритании в 1939-м стало венцом его карьеры.