Morfing powierzchniowy

| Technologia

Badania nad aerodynamiką piłeczek golfowych dowiodły, że ich nieregularna powierzchnia pozwala na dalszy lot, gdyż zmniejsza opory powietrza. Jest to jednak prawdą przy niewielkich prędkościach. Gdy piłeczka leci szybciej wgłębienia powodują większe opory.

Specjaliści z MIT-u postanowili wykorzystać przydatne właściwości pofałdowanej powierzchni, biorąc jednak pod uwagę fakt, że przy szybszym ruchu staje się ona problemem. Dlatego też rozpoczęli pracę nad powierzchnią, której strukturę można zmieniać w czasie rzeczywistym.

Punktem wyjścia do prac były... śliwki. Mają one miękki środek i sztywną powierzchnię. Gdy środek się kurczy, powierzchnia staje się pofałdowana. Uczeni postanowili zatem wykorzystać dwa miękkie podobne do gumy materiały, z których stworzyli piłeczkę. Gdy ze środkowego materiału usunęli powietrze, materiał na zewnątrz pofałdował się.

Prowadzono wiele badań nad fałdowaniem się płaskich powierzchni. Niewiele jednak wiadomo, co dzieje się na powierzchniach zakrzywionych. Jak krzywizna wpływa na marszczenie się - mówi profesor Pedro Reis. Jak się okazało, na zakrzywionych powierzchniach przy pewnym stopniu marszczenia się powstaje wzór bardzo podobny do tego, jaki widzimy na powierzchni piłeczek do golfa. Co ważne, tak pomarszczony obiekt ma bardzo podobne właściwości aerodynamiczne. Zdaliśmy sobie sprawę, że nasze próbki wyglądają jak piłeczki do golfa. Wielokrotnie testowaliśmy je w tunelach aerodynamicznych i stwierdziliśmy, że dochodzi do podobnego zmniejszenia oporów powietrza jak w przypadku piłeczek - dodaje uczony.

Naukowcy zaprezentowali zatem odwracalny mechanizm pożądanego marszczenia powierzchni. To pozwala na dobieranie właściwości aerodynamicznych obiektu pokrytego powłoką stworzoną na MIT.

Opracowanie takiej powłoki wymagało olbrzymiej liczby testów laboratoryjnych, które pozwoliły na określenie najlepszych parametrów pomarszczenia. Jednak sama powłoka jest łatwa do wykonania.

Wspomniana powłoka może bardzo szybko znaleźć zastosowanie w praktyce. Profesor Reis zauważa, że czasze dużych radarów mogą nie wytrzymać naporu silnego wiatru i zawalić się. Jeśli byłyby w stanie zmienić powierzchnię tak, by stawiała mniejszy opór, udałoby się uniknąć katastrofy. Innym polem zastosowań może być przemysł motoryzacyjny czy lotniczy, gdzie zmieniana w czasie rzeczywistym powierzchnia pojazdu pozwoliłaby na zredukowanie oporów powietrza, a zatem na zaoszczędzenie paliwa.

Autor:

Źródło: PhysOrg

powierzchnia marszczenie wygładzanie opór powietrza