Рыбья чешуя сможет сделать самолеты еще быстрее

Европейские ученые, исследующие аэродинамические силы, открыли несколько интересных новых направлений исследований, вдохновленных рыбьей чешуей.

Это новое понимание структуры потока по поверхности кожи существа было использовано для создания массивов рыбьей чешуи, вдохновленных биологией, для дальнейшего исследования, которое, по мнению команды, может привести к сокращению лобового сопротивления летательных аппаратов на целых 25 процентов.

Ученые регулярно обращаются к животному миру в своих усилиях по улучшению аэродинамических характеристик самолетов. В прошлом мы рассмотрели, как сложные движения крыльев саранчи могут вдохновить на создание более эффективных летательных аппаратов, в то время как исследование 2018 года, посвященное изучению чешуи акульей кожи, является еще одним интересным примером.

Точно так же авторы нового исследования из Сити, Лондонского университета и Штутгартского университета нашли вдохновение в том, как чешуя помогает рыбе плавно перемещаться по воде. Подобно акулам, эти существа полагаются на высокоразвитые массивы крошечных чешуек, чтобы минимизировать сопротивление при плавании, и, изучая топологию поверхности европейского морского окуня и карпа, ученые теперь раскрыли некоторые полезные секреты.

Исследования группы проводились с использованием цифровых микроскопов, а затем компьютерного моделирования для геометрической реконструкции замысловатых узоров. Ученые обнаружили, что перекрывающиеся области на поверхности рыбы приводят к зигзагообразному движению жидкости, когда она течет через поверхность.

Это, в свою очередь, создает «полосатый поток», который нейтрализует неустойчивые колебания, которые обычно приводят к турбулентности, называемые волнами Толлмина – Шлихтинга. В конечном счете, ученые сообщают, что зигзагообразное движение и полосатая струя, которые он производит, уменьшают сопротивление поверхностного трения более чем на 25 процентов.

Этот эффект снова наблюдался в массиве рыбьей чешуи, прикрепленной к пластине, с которой проводили эксперименты рядом с гладкой пластиной внутри ламинарного водного туннеля в Штутгартском университете. Если бы подобные эффекты могли быть произведены путем применения этих искусственных решеток из чешуи к аэродинамическим поверхностям, они могли бы сыграть важную роль в разработке летательных аппаратов, которые путешествуют быстрее и потребляют меньше топлива.

Исследование команды было опубликовано в журнале Scientific Reports и Journal of Experimental Biology.

aobe.ru | Актуальные новости России и мира