Znajdź zawartość

Oddziaływania chaotyczne to zagadnienie z którym rozwój nauki i technologii nie może sobie dotąd poradzić. Żadna teoria, ani moc obliczeniowa nie pozwala na przykład na przewidywanie ruchu cząstek wody w fali rozbijającej się o brzeg, czy zawirowań przepływu powietrza na styku z powierzchnią pojazdu podczas ruchu. Przynajmniej tak było do tej pory, ponieważ naukowcy z Uniwersytetu Melbourne deklarują, że stworzyli model pozwalający przewidywać zachowanie powietrza przy powierzchni poruszających się pojazdów. Ograniczanie oporu powietrza polega dziś głównie na dobieraniu odpowiedniego kształtu karoserii samochodu, czy kadłuba samolotu lub statku. Tymczasem to chaotyczny ruch powietrza (lub wody) na styku z poruszającym się ciałem jest obecnie głównym czynnikiem hamującym. Ludzka technika dopiero niedawno podjęła próby skopiowania doskonałych w tym względzie rozwiązań natury, jak skóra rekinów lub delfinów. Kostiumy dla pływaków wzorowane na rekiniej skórze pozwoliły nawet na ustanowienie nowych rekordów sportowych. Takie drobne sukcesy były jednak raczej efektem metody prób i błędów, lub kopiowania gotowych rozwiązań przyrody bez zrozumienia ich działania. Być może teraz się to zmieni, jeśli teoria zespołu naukowców z Wydziału Inżynierii Mechanicznej pod kierunkiem Ivana Marusica zostanie wykorzystana w praktyce. Modele pozwalające symulować zawirowania w obszarze styku gaz (ciecz) - ciało stałe mogą być przełomem technologicznym. Dość powiedzieć, że w przypadku lotnictwa opór powietrza jest odpowiedzialny aż za połowę zużywanego paliwa. Nawet więc niewielkie jego zmniejszenie to poważne oszczędności: mniejsze koszty, mniejsza emisja dwutlenku węgla, itd. Rozwiązanie na pewno zresztą szybko zostanie wykorzystane nie tylko w przemyśle lotniczym, ale i samochodowym, kosmicznym, czy wreszcie w sporcie. Inne możliwe obszary jego zastosowania to hydraulika (mniejszy opór wody, czy ropy przy tłoczeniu rurami), lepsze modele meteorologiczne i lepsze prognozy pogody, zapewne jeszcze wiele innych. Artykuł na ten temat został przyjęty do publikacji przez magazyn Science. Jeśli model stworzony przez australijskich naukowców jest naprawdę dobry, zapewne dość szybko zobaczymy gotowe rozwiązania w przemyśle. Inżynierowie od dawna na to czekają.

Jedyne latające ssaki, nietoperze, muszą sobie jakoś radzić z brakiem piór i ogona. Wytwarzają więc dwa wiry powietrzne, które pomagają im przezwyciężyć opór powietrza podczas lotu. Natrafiając na prądy wznoszące, ptaki mogą oddzielać od siebie pióra, pozwalając powietrzu na "przelatywanie" między nimi. Nietoperze mają, niestety, skrzydła błoniaste, stawiające powietrzu opór. Naukowców bardzo interesowało, co nietoperze robią w takich sytuacjach. Z tego powodu skorzystali z maszyny do robienia mgły i zauważyli, że ssaki albo zginają skrzydła do tyłu, albo chowają je. I to, i to pozwala im uniknąć zbędnego oporu powietrza w kontakcie z prądem wznoszącym. Zespół Andersa Hedenstroma z Lund University badał lot nietoperzy, umieszczając dwa żywiące się nektarem jęzorniki ryjówkowate (Glossophaga soricina) w tunelu wypełnionym mgłą. Podczas eksperymentu laser stroboskopowy podświetlał cząsteczki mgły, a kamera uwieczniała odbijające się w nich refleksy. Specjalny program analizował wzorzec ruchu cząsteczek, który został wywołany przez ruch skrzydeł ssaka. Oto wyniki... Przy niewielkich prędkościach, rzędu ok. 1,5m/s, trafiając na prąd wznoszący, nietoperz wygina skrzydła. W ten sposób "przegarnia" powietrze, podobnie jak pływający człowiek. Przy większych prędkościach, ok. 7m/s, zwierzęta przyciągają skrzydła bliżej ciała. Czubki skrzydeł nietoperzy wytwarzają 2 wiry. Wcześniejsze badania ptaków unaoczniły natomiast, że generują one za sobą jeden duży wir. Powstaje, gdy poruszają skrzydłami. Według Hedenstroma, różnica ta może być skutkiem braku ogona u nietoperza. Wytwarzając dwa wiry, zwierzę w większym stopniu kontroluje lot i zachowuje sterowność. Dlatego jest tak niesamowicie zwinnym myśliwym, który niemal w miejscu, i to w zatłoczonym otoczeniu, wykonuje karkołomne ewolucje. Jeden ze współpracowników Szweda, Geoffrey Spedding z Uniwersytetu Południowej Kalifornii, podkreśla, że tak powinny latać bezzałogowe samoloty przyszłości. Mogłyby się wtedy bez problemu przemieszczać nad miastami czy innymi zamieszkanymi przez człowieka obszarami.