Чому ми можемо навчитися у природи

У наш сучасний вік технологій люди користуються всіма видами творіння рук людини. За останній час технології розвиваються дуже швидкими темпами і ми часто не завжди встигаємо стежити за новими ідеями інженерів. Ми навіть не замислюємося про те як були зроблені ті чи інші пристрої, якими користуємося. Коли художник пише картину, він зазвичай дивиться на фотографію або на мальовничі місця. Те ж саме відбувається і з інженерами, коли вони спостерігають за тваринами, птахами або комахами, хочуть повторити їх руху, ман # 1104; вренность в своїх творіннях. Вони досліджують будову різних біологічних структур, щоб створити нові вдосконалені пристрої. Але як це насправді відбувається? І на прикладі яких тварин створюються великі винаходи людей?

З давніх-давен люди завжди хотіли літати і їм це вдалося. Мрія людства про стать # 1104; ті, можливо, вперше була реалізована в Китаї, де підлогу # 1104; т людини, прив'язаного (у вигляді покарання) до паперових зміїв був описаний в VI столітті н. е. Пізніше перший керований підлогу # 1104; т на дельтаплані здійснив Аббас ібн Фарнас в Аль- Андалусія в IX столітті н. е. У Леонардо да Вінчі (XV ст.) Мрія про стать # 1104; ті знайшла вираження в декількох проектах, але він не намагався їх реалізовувати. Перші серь # 1104; зние спроби підлогу # 1104; та людини були реалізовані в Європі в кінці XVIII століття. Спостерігаючи за нашими інженерами, ми можемо побачити які доопрацювання були зроблені в підлогу # 1104; ті людини. З точки зору аеродинаміки найбільш вигідним буде таке крило, яке має здатність створювати підйомну силу при можливо меншому лобовому опорі. Чим більше аеродинамічний якість крила, тим воно досконаліше. Величина якості для сучасних літаків може досягати 14-15, а для планерів 45-50. Це означає, що крило літака може створювати підйомну силу, що перевищує лобове опір в 14-15 разів, а у планерів навіть в 50 разів.

Конструктори Флоридського університету розробили нову схему планера для невеликих безпілотних літаків. На розробку цієї схеми конструкторів надихнуло крило чайки, яке змінює профіль в залежності від польоту птаха. Чайки здійснюють фігури вищого пілотажу, згинаючи крила в ліктьових і плечових суглобах. Вони розробили принципово нову систему зміни геометрії крила, яка дозволить поліпшити льотні характеристики апаратів під час планування і різкого маневрування. Таке хитромудре пристрій крил дозволяє маленькому самол # 1104; ту парити і лавірувати між високими будинками. Залежно від того, в якому режимі буде летіти апарат, його крило може приймати "W-подібну" форму, або "М-образну". У першому випадку літак буде мати поліпшеними маневреними характеристиками, у другому - добре планувати, так як найвища точка профілю крила знаходиться значно вище центра ваги. Ця схема годиться лише для невеликих апаратів - великі дрони, розмірами наближаються до нормального літаку, не можна обладнати такою системою. Справа в тому, що механізми зміни геометрії крила досить багато важать щодо загальної ваги апарату і не витримають такого навантаження. [1]

Що можна перейняти у сов інженерам? Пір'я більшості птахів в повітрі створюють турбулентність, від якої багато шуму. У сов ж краю махових пір'їн розпушені. Це гасить звукові хвилі, що виникають при опусканні крила. Залишкові звуки поглинаються пуховими пір'ям, якими покрито все тіло птаха. М'які пухові пера, якими покрито тіло птиці, і бахрома з пір'я на передніх і задніх краях її крил допомагають гасити завихрення повітря. Сова абсолютно безшумно розсікає темряву і каменем падає на нічого не підозрює жертву.

Інженерам хотілося б перейняти у сов секрет їх беззвучного польоту. Якби літаки виробляли менше шуму, то аеропорти, які мають обмеження в роботі з-за сильного гулу, могли б вирішувати зліт і посадку в будь-який час доби. [2]

Чому авіаційні конструктори можуть навчитися у горбатих китів? Дорослий горбач важить близько 30 тонн - стільки ж, скільки великий важко навантажений автомобіль. У кита досить жорстке тіло з величезними, подібними крил плавниками. Однак цей дванадцятиметровий гігант дивно рухливий в воді. Наприклад, при полюванні горбатий кит поднирівает під зграю криля або косяк дрібної риби і спрямовується вгору, рухаючись по спіралі. Одночасно він видуває з дихало масу дрібних бульбашок повітря. За допомогою такої «бульбашкового мережі», яка зазвичай не перевищує півтора метра в діаметрі, кит підганяє видобуток ближче до поверхні. Тепер йому залишається тільки роззявити рот і проковтнути рясну порцію корму.

Найбільше вчених цікавило, як це, здавалося б, неповоротка тварина може рухатися по такий крутий спіралі. Вони виявили, що секрет криється в плавниках кита. На відміну від крил літака передній край його плавників не гладко, а зазубрений і має ряд виступаючих горбків.

Коли кит стрімко розсікає товщі води, ці горбки збільшують підйомну силу і зменшують опір. Яким чином? В одному журналі з природознавства пояснювалося, що завдяки бугоркам потік води упорядковано і рівномірно проходить над плавцем, навіть якщо кит робить дуже крутий підйом. Якби передній край плавця був гладким, кит не зміг би підніматися по такий крутий спіралі, оскільки вода утворювала б воронку, закручуючись у плавців і послаблюючи підйомну силу. Яке практичне застосування може мати це відкриття? Крил літаків, побудованих за таким же принципом, буде потрібно набагато менше закрилків та інших пристроїв, призначених для регулювання повітряного потоку. Такі крила виявляться більш надійними, і їх легше буде обслуговувати. Спеціаліст в області біомеханіки Джон Лонг вважає, що недалекий той день, «коли кожен літак буде оснащений такими ж горбками, які є на плавниках горбатих китів». [3]

У природи можна запозичити так багато корисних ідей, що вчені навіть створили спеціальну базу даних, в яку вже занесено кілька тисяч різних біологічних систем. Як говориться в журналі «Економіст», ця база даних допоможе інженерам знаходити «природні, взяті в природі рішення для своїх дизайнерських розробок». Біологічні системи, внесені в базу даних, названі «біологічними патентами». Зазвичай власник патенту - це людина або ціла компанія, які офіційно заявляють про свою нову ідею або винахід. Ось що говориться в журналі «Економіст» щодо бази даних біологічних патентів: «Назвавши оригінальні рішення биомиметика" біологічними патентами # 8213 ;, вчені, по суті, визнали, що природа - володар патенту ».

Провед # 1104; нниє дослідження дозволяють зробити висновок, що досить цікавих ідей, які ми можемо самі втілити в життя, а досить поспостерігати за деякими тваринами, птахами або комахами.

«Людина за допомогою науки в змозі виправити недосконалість своєї природи»

МІСТА: Київ, Харків, Одеса, Запоріжжя, Львів, Кривий Ріг, Миколаїв, Луганськ, Маріуполь, Вінниця, Херсон, Горлівка, Чернігів, Полтава, Черкаси, Кременчук, Луцьк, Обнінськ, Конотоп, Прилуки, Константіновкаоград, Лисичанськ, Коростень, Мукачево , Шостка, Дружківка, Сніжне, Сочі, Бердичів, Сиктивкар, Павлоград, Слов'янськ, Мелітополь, Ужгород, Новгород Великий, Фастів, Магадан, Умань, Алчевськ, Дрогобич, Бердянськ, Житомир, Хмельницький, Торез, Тернопіль, Забайкальск, Сміла, Ковель, Бровари, Артемівськ