توپ‌های گلف الهام‌بخش دانشمندان برای ساخت پهپاد‌های زیرآبی با قابلیت مانور بالا بوده‌اند

Flow: پهپاد‌های زیرآبی با الهام از توپ‌های گلف

به گزارش مجله خبری نگار، محققان دانشگاه میشیگان یک ربات کروی با فرورفتگی‌های قابل کنترل روی سطح آن، شبیه به یک توپ گلف، توسعه داده‌اند. این فناوری جدید می‌تواند به طور قابل توجهی نیروی مقاومت هوا یا آب را کاهش داده و مانورپذیری وسایل نقلیه زیر آب و هوایی را بدون نیاز به سکان یا پروانه بهبود بخشد. این کار در مجله Flow منتشر شده است.

توپ‌های گلف به لطف شیار‌های ویژه‌ای که نیروی پسا را کاهش می‌دهند، ۳۰ درصد بیشتر از توپ‌های صاف پرواز می‌کنند. این موضوع الهام‌بخش دانشمندان برای ساخت کره‌ای با «پوست» قابل برنامه‌ریزی بود که قادر به تغییر سطح خود در زمان واقعی است.

نمونه اولیه یک کره توخالی با سوراخ‌هایی است که با یک لایه نازک لاتکس پوشانده شده است. وقتی یک پمپ خلاء متصل می‌شود، لاتکس به داخل سوراخ‌ها کشیده می‌شود و فرورفتگی‌هایی ایجاد می‌کند. قطع پمپ، کره را به حالت صاف خود بازمی‌گرداند.

در یک تونل باد، دانشمندان تأثیر عمق‌های مختلف گودی را بر نیروی پسا آزمایش کردند. مشخص شد که گودی‌های کم‌عمق در سرعت‌های بالای جریان مؤثرتر هستند، در حالی که گودی‌های عمیق در سرعت‌های پایین جریان مؤثرترند. در هر دو حالت، سطح «هوشمند» در مقایسه با یک کره صاف، نیروی پسا را تا ۵۰٪ کاهش داد.

اگر فقط در یک طرف کره فرورفتگی‌هایی ایجاد کنید، کره شروع به حرکت به سمت فرورفتگی‌ها می‌کند. این امر به دلیل عدم تقارن جریان هوا یا آب رخ می‌دهد: طرف صاف، الگوی گردابی متفاوتی ایجاد می‌کند و جریان، کره را در جهت دلخواه هل می‌دهد.

این پیشرفت، امکاناتی را برای ساخت پهپاد‌های مانورپذیر و وسایل نقلیه زیرآبی بدون سیستم‌های مکانیکی پیچیده فراهم می‌کند. این فناوری به‌ویژه برای ربات‌های کروی جمع‌وجور که می‌توانند مناطق صعب‌العبور اقیانوس را کاوش کنند، نظارت انجام دهند یا عملیات نقشه‌برداری انجام دهند، مفید است.

پوتو برهماندا سودارسانا، دانشجوی کارشناسی ارشد، گفت: «ما از اینکه یک مکانیسم چقدر ساده می‌تواند به چنین نتایج چشمگیری دست یابد، شگفت‌زده‌ایم.»

پروفسور انچال سارین، رهبر این پروژه، افزود: «سطح پویا می‌تواند در زمان واقعی با شرایط جریان سازگار شود، مصرف انرژی را کاهش و قابلیت کنترل را افزایش دهد. این امر می‌تواند انقلابی در وسایل نقلیه زیرآبی و هوایی بدون سرنشین ایجاد کند.»

در آینده، دانشمندان قصد دارند با مهندسان در زمینه‌های رباتیک نرم و علوم مواد همکاری کنند تا قابلیت‌های «پوست هوشمند» را بیشتر گسترش دهند.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری