Inteligentné morfingové povrchy minimalizujú pretiahnutie pri všetkých rýchlostiach

Anonim

Inteligentné morfingové povrchy minimalizujú pretiahnutie pri všetkých rýchlostiach

veda

Dario Borghino

26. júna 2014

3 obrázky

V konfigurácii s nízkym pretiahnutím vyzerá "smorph " ako golfová loptička (Image: MIT)

Výskumníci z MIT vyvinuli inteligentný zakrivený povrch, ktorý môže morfovať podľa vlastného uváženia, aby sa znížil odpor a vytvoril rad malých, rovnomerne rozložených dier, ktoré sa podobajú vonkajšej časti golfového lopty. Táto technológia by mohla byť použitá na zníženie škôd spôsobených hurikánom na niektorých verejných budovách, ako aj na zvýšenie aerodynamickej a palivovej účinnosti automobilov.

Vedci a hráči takisto dlho vedia, že dlaždice na povrchu golfovej loptičky umožňujú drasticky znížiť odpor a cestovanie oveľa ďalej, než by bolo možné inak. Stáva sa to preto, lebo malé denty držia prúdenie vzduchu v blízkosti gule dlhšieho času a tým sa zmenšuje veľkosť bzučenia alebo zóny turbulencie, keď lopta ubehne.

V skutočnosti však veci sú trochu komplikovanejšie. V posledných rokoch ukázali hĺbkové aerodynamické štúdie, že drážky redukujú priľnavosť len pri nižších rýchlostiach. Keď sa pohybujete smerom k vyšším rýchlostiam, výhoda nepravidelností zmizne a hladký povrch sa stáva najlepším spôsobom, ako minimalizovať prebudenie. To je dôvod, prečo Brazuca lopta, ktorá sa používa v tomto majstrovstvách sveta, má na svojom povrchu drobky, ale autá F1 nie sú.

Výskumníci v MIT sa teraz oženili s najlepšími z obidvoch svetov tým, že vyvinuli inteligentné morfingové povrchy, ktoré dokážu naladiť hladkosť a maximalizovať aerodynamickú účinnosť pri všetkých rýchlostiach.

Tieto nové povrchy môžu zmeniť svoju konfiguráciu v reálnom čase, pretože sú vyrobené z viacvrstvového materiálu s tuhou pokožkou a jemným interiérom. Keď sa vzduch vyťahuje z vnútra malého sférického predmetu vyrobeného z tohto materiálu, povrch sa mierne zmršťuje a jeho povrchové vrásky vytvárajú pravidelné intervaly, ktoré sa podobajú a majú rovnaké aerodynamické výhody ako golfové loptičky.

Konfigurácia materiálu sa riadi nastavením tlaku vo vnútri gule a to znamená, že výskumníci môžu nielen zapínať a vypínať drážky, ale aj vylaďovať ich veľkosť presne, aby minimalizovali pretiahnutie pre všetky rýchlosti.

"Smorphs " by mohli byť obzvlášť užitočné pri budovaní štruktúr, ktoré sa nebudú zrútiť alebo spôsobiť významné škody, keď čelia veľmi silným vetrom. Jedným z príkladov môžu byť takzvané radomy, sférické, odolné proti poveternostným vplyvom, ktoré obklopujú radarové antény. Výskumníci hovoria, že materiály môžu byť tiež použité na minimalizáciu odporu v autách, aby sa maximalizovala spotreba paliva.

Príspevok publikovaný v časopise Advanced Materials opisuje postup.

Môžete vidieť ukážku povrchu "smorph" v akcii vo videu nižšie.

Zdroj: MIT

V konfigurácii s nízkym pretiahnutím vyzerá "smorph " ako golfová loptička (Image: MIT)

Novo vyvinuté povrchy "smorph " môžu zmeniť svoju konfiguráciu podľa želania, aby sa minimalizovalo aerodynamické pretiahnutie (Image: MIT)

Materiál by mohol byť použitý na to, aby roboty boli nepriepustné pre hurikánové vetry (obrázok: US Navy)