وسایل نقلیه زیرآبی الهام‌گرفته از توپ گلف؛ روشی نوین برای اکتشاف اعماق اقیانوس
محققان دانشگاه میشیگان ایده‌ای نوآورانه ارائه داده‌اند که می‌تواند حرکت وسایل نقلیه زیرآبی و هوایی را روان‌تر و کارآمدتر کند. الهام‌بخش این فناوری، فرورفتگی‌های سطح توپ گلف است. توپ‌های گلف دارای فرورفتگی‌هایی هستند که مقاومت فشار را کاهش می‌دهند و باعث می‌شوند توپ در هوا مسافت بیشتری طی کند.
محققان این مفهوم را در یک نمونه اولیه کروی با فرورفتگی‌های قابل تنظیم به کار برده‌اند و عملکرد آن را در تونل باد آزمایش کرده‌اند. آنچال سارین، استاد دانشگاه میشیگان، می‌گوید:
پوسته خارجی قابل برنامه‌ریزی روی یک وسیله نقلیه زیرآبی می‌تواند به‌طور چشمگیری مقاومت را کاهش دهد و نیاز به زائده‌هایی مانند باله‌ها یا سکان‌ها را از بین ببرد.
این فناوری می‌تواند در اکتشاف اقیانوس‌ها، نقشه‌برداری و جمع‌آوری داده‌های محیطی کاربرد داشته باشد. نمونه اولیه از یک لایه نازک لاتکس ساخته شده است که روی یک کره توخالی با سوراخ‌های ریز کشیده شده است. با روشن شدن پمپ خلأ، لاتکس جمع شده و فرورفتگی‌هایی روی سطح ایجاد می‌شود. با خاموش شدن پمپ، سطح دوباره صاف می‌شود.
برای اندازه‌گیری تأثیر فرورفتگی‌ها بر کاهش مقاومت، محققان کره را در تونل باد سه‌متری قرار دادند و آن را با یک میله نازک ثابت نگه داشتند. آن‌ها سرعت باد را تغییر دادند و عمق فرورفتگی‌ها را تنظیم کردند. نتایج نشان داد که فرورفتگی‌های کم‌عمق در سرعت‌های بالا بهتر عمل می‌کنند، در حالی که فرورفتگی‌های عمیق‌تر در سرعت‌های پایین مؤثرتر هستند. تنظیم عمق فرورفتگی‌ها باعث شد مقاومت تا ۵۰ درصد نسبت به سطح صاف کاهش یابد.
رودریگو ویلومبرالس-گارسیا، پژوهشگر فوق‌دکتری در دانشگاه میشیگان، می‌گوید: این فناوری می‌تواند مقاومت و مصرف سوخت وسایل نقلیه زیرآبی را کاهش دهد. محققان همچنین دریافتند که سطح بافت‌دار می‌تواند نیروی بالابر تولید کند، که به هدایت کره کمک می‌کند. با فعال‌سازی فرورفتگی‌ها فقط در یک سمت، جریان هوا تغییر کرده و نیرویی ایجاد می‌شود که کره را در جهت خاصی حرکت می‌دهد.
آزمایش‌ها نشان دادند که با تنظیم عمق مناسب فرورفتگی‌ها، کره می‌تواند نیروی بالابر تا 80 درصد نیروی مقاومت تولید کند. پوتو برهماندا سودارسنا، دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه میشیگان، می‌گوید: “من شگفت‌زده شدم که چنین رویکرد ساده‌ای می‌تواند نتایجی مشابه اثر مگنوس ایجاد کند.”
در آینده، سارین امیدوار است با متخصصان دیگر همکاری کند تا این فناوری را بهبود بخشد. او می‌گوید: “این فناوری پوسته هوشمند پویا می‌تواند تحولی در وسایل نقلیه هوایی و زیرآبی بدون سرنشین ایجاد کند و جایگزینی سبک، کم‌مصرف و بسیار پاسخگو برای سطوح کنترلی سنتی ارائه دهد.”
