طراحی پهپاد با الهام از کوسه

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا از Harvard، دانشمندان برای ساخت ماشین‌های ائرودینامیک از منابع غیرمعمولی مانند اقیانوس الهام می‌گیرند.

تیمی از زیست‌شناسان تکاملی و مهندسان هاروارد در همکاری با دانشگاه کارولینای جنوبی ساختار جدید و بیوفیزیکی ساخته‌اند که می‌تواند عملکرد ایرودینامیک هواپیماها، توربین‌‌های بادی، پهپاد و ماشین‌ها را بهبود ببخشد. این ساختار با الهام از پوست کوسه ایجاد شده است.

کوسه‌ها وهواپیماها تفاوت چندانی با هم ندارند. هر دو طوری طراحی شده‌اند که با استفاده از شکل بدنشان قادرند به‌راحتی در مایع(آب و هوا) حرکت کنند. تنها تفاوت این دو در این است که فرآیند طراحی کوسه‌ها 400 میلیون سال قبل آغاز شده است.

پوست کوسه با هزاران فلس کوچک یا دندان کوچک (شبیه به دندان انسان) پوشیده شده است که اندازه و شکل آنها در جاهای مختلف بدن، متفاوت است. دانشمندان اطلاعات زیادی درباره این ساختارهای دندان شکل دارند اما کاربرد آنها همیشه مورد بحث بوده است.

اکثر تحقیقات روی ویژگی کاهش اصطکاک این دندان‌های کوچک تمرکز کرده‌اند اما گروه تحقیقاتی هاروارد می‌خواست اطلاعات بیشتری درباره این ساختار بداند.

مهدی سعادت، یکی از دانشمندان گروه تحقیقاتی، در این باره می‌گوید: «از خودمان پرسیدیم که آیا ساختار خاص این دندان‌های کوچک فقط برای کاهش اصطکاک است یا در بالا رفتن هم به کوسه کمک می‌کند».

دانشمندان با الهام از دندان‌های کوچک پوست «شورتفین ماکو»، سریع‌‌ترین کوسه دنیا، توانستند ساختار جدید را بسازند. هر کدام از دندان‌های کوچک این کوسه سه برآمدگی دارد.

محققان با استفاده از میکرو سی‌تی اسکن از ساختار این دندان‌های کوچک عکسبرداری کردند و آن را به صورت سه‌بعدی مدل‌سازی کردند. سپس با استفاده از پرینتر سه‌بعدی این اشکال را روی سطح یک ماهی‌واره، بالی با بخش‌ ایرودینامکی منحنی، پیاده کردند.

آگوست دومل، دانشجوی دکتری در هاروارد و یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، می‌گوید: «ماهی‌واره‌ها جز اصلی همه دستگاه‌های هوایی است. می‌‎‌خواستیم این ساختارها را روی ماهی‌واره پیاده کنیم تا تاثیر آن بر اصطکاک وبالا رفتن را در دستگاه‌هایی مانند پهپاد، هواپیما و توربین بادی اندازه‌گیری کنیم».

آنها دریافتند که ساختارهای دندان مانند علاوه بر کاهش اصطکاک، به بالا رفتن جسم نیز کمک می‌کند.

مترجم: هانا حیدری