Akıllı geçiş yüzeyleri tüm hızlarda sürtünmeyi en aza indirir

Anonim

Akıllı geçiş yüzeyleri tüm hızlarda sürtünmeyi en aza indirir

Bilim

Dario Borghino

26 Haziran 2014

3 fotoğraf

Düşük sürüklemeli yapılandırmasında, "smorph " bir golf topu gibi görünür (Resim: MIT)

MIT'deki araştırmacılar, bir golf topunun dışına benzeyen bir dizi küçük, eşit aralıklı çukurlar yaratarak, sürtünmeyi azaltmak için istekte olabilecek bir akıllı kavisli yüzey geliştirdiler. Bu teknoloji, bazı kamu binalarındaki kasırga hasarını azaltmak ve otomobillerdeki aerodinamik ve yakıt verimliliğini artırmak için kullanılabilir.

Bilim adamları ve golfçüler, bir golf topunun yüzeyindeki çukurların sürtünmeyi büyük ölçüde azaltmasına ve aksi takdirde mümkün olandan çok daha uzaklara gitmesine izin verdiğini uzun zamandır biliyorlardı. Bunun nedeni, küçük oyukların topun yüzeyinin yakınındaki hava akışını daha uzun süre tutmasıdır ve bu, topun harekete geçmesiyle birlikte uyanıklığın boyutunu veya türbülans bölgesini azaltır.

Gerçekte, aslında, işler bundan biraz daha karmaşıktır. Son yıllarda, derinlikli aerodinamik çalışmalar, çukurların sürtünmeyi sadece daha düşük hızlarda azalttığını göstermiştir. Daha hızlı hızlara geçtiğinizde, düzensizliklerin avantajı ortadan kalkar ve pürüzsüz bir yüzey uyanmayı en aza indirmenin en iyi yolu olur. Bu Dünya Kupası'nda kullanılan Brazuca topu neden yüzeyinde çukurlar var, ancak F1 arabalar yok.

Şimdi, MIT'deki araştırmacılar, her hızda aerodinamik verimliliği en üst düzeye çıkarmak için, uçurganlıklarını anında ayarlayabilen akıllı "morf" yüzeyleri geliştirerek her iki dünyanın en iyileriyle evlendi.

Bu yeni yüzeyler, konfigürasyonlarını gerçek zamanlı olarak değiştirebilir, çünkü sert bir cilde ve yumuşak bir içliğe sahip çok katmanlı bir malzeme kullanılarak üretilir. Hava, bu malzemeden yapılmış küçük bir küresel nesnenin iç kısmından çıkarıldığında, yüzey hafifçe küçülür ve yüzeyi kırışır, bu da benzer şekilde düzenli aralıklarla çukurlar oluşturur ve golf topları gibi aynı aerodinamik faydalara sahiptir.

Malzemenin konfigürasyonu, topun içindeki basıncı ayarlayarak kontrol edilir ve bu, araştırmacıların sadece çukurları açıp kapatabileceklerini değil, aynı zamanda tüm hızlar için sürtünmeyi en aza indirgemek için boyutlarını hassas bir şekilde ayarlayabilecekleri anlamına gelir.

"Smorphs " özellikle çok yüksek rüzgarlara maruz kaldığında çökecek veya önemli hasara yol açmayacak yapılar inşa etmede yararlı olabilir. Bir örnek, radar antenlerini içine alan sözde radomlar, küresel, hava koşullarına dayanıklı kubbeler olabilir. Araştırmacılar, malzemelerin yakıt verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için arabalardaki sürtünmeyi en aza indirmek için de kullanılabileceğini söylüyorlar.

Gelişmiş Materyaller dergisinde yayınlanan bir makale avansı açıklıyor.

Aşağıdaki videoda bir "smorph " yüzeyinin gösterimini görebilirsiniz.

Kaynak: MIT

Düşük sürüklemeli yapılandırmasında, "smorph " bir golf topu gibi görünür (Resim: MIT)

Yeni geliştirilen 'smorph ' yüzeyleri, aerodinamik sürtünmeyi en aza indirecek şekilde konfigürasyonlarını değiştirebilir (Resim: MIT)

Malzeme kasırga kuvvetli rüzgarlara karşı radomları yapmak için kullanılabilir (Resim: ABD Donanması)