СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Новости Науки и Техники    Биотехнологии КОСТИ ЛОШАДИ ПОДАЛИ ИДЕЮ О НОВОЙ СТРУКТУРЕ САМОЛЕТА

КОСТИ ЛОШАДИ ПОДАЛИ ИДЕЮ О НОВОЙ СТРУКТУРЕ САМОЛЕТА

Лошадь, - классическая модель изящества и скорости на земле, стала для ученых Университета Флориды источником вдохновения для придания самолетам и космическим кораблям лучшей аэродинамики и большей эффективности полета. Это достигается за счет снижения веса конструкции и увеличения ее прочности на базе одних и тех же материалов лишь благодаря отверстиям, просверленным в нужном месте и с нужным диаметром.

Был такой старый советский анекдот:


Американцы и русские решили создать каждый у себя новый самолет по одним и тем же чертежам, чтобы выяснить, у кого технологии лучше.

Русские создали самолет, и он уже давно бороздит небо, а американцы собрали его еще раньше, но все никак не могут понять, почему при полете у самолета отваливаются крылья. Они уже по десять раз разбирали и собирали снова опытный образец, снова запускали в полет и снова крылья отваливались.

Тогда у американцев сдали нервы, они позвонили русским и, объяснив ситуацию, спросили:

- Как так получается, что у вашего самолета крылья не отваливаются, а у нашего отваливаются, хотя они построены по одному чертежу.

На что им русские ответили:

- А вы просверлите дырочки в местах, где ломаются крылья.

И действительно, после просверленных дырочек крылья у американского самолета больше не отваливались.

У американцев было громадное удивление по этому поводу, и они снова решили обратиться к русским за консультацией:

- А почему из-за дырочек крылья не отваливаются-то? Это же противоречит всем законам физики и аэродинамики!

На что им русские ответили:

- А по принципу нашей туалетной бумаги, которая никогда не отрывается в том месте, где сделаны дырочки.

Парадоксально, но основная мысль, лежащая в этом анекдоте, оказалась научно обоснованной!

Так, группа инженеров Университета Флориды, изучив структуру костей лошади, нашли возможность – как сделать так, чтобы материалы, из которых изготавливаются корпуса самолетов и космических аппаратов, стали более прочными и в то же время более легкими.

Треть пяточной кости ноги лошади держит на себе всю нагрузку тела животного в процессе его передвижения. Одна сторона этой кости размером с огурец имеет круглые отверстия размером с горошину, по которым кровеносные сосуды снабжают кость питательными веществами. Отверстия естественно ослабляют структуру монолитной кости, заставляя ее ломаться под более легкими нагрузками, чем выдерживают монолитные твердые структуры.

И действительно, пясть лошади иногда ломается, особенно у скаковых пород лошадей, но вопреки этому, она никогда не ломается около этих круглых отверстий, даже когда кость подвергается колоссальным нагрузкам в лабораторных условиях.

Ученые Университета Флориды полагают, что они выяснили, почему так происходит.

На базе этих исследований с нагрузками, которые выдерживает пясть лошади, они создали пластину с отверстиями, которая аналогично подражает странной прочности кости лошади и потенциально идеально подходит в качестве материала для самолетов и космических кораблей.

"Отверстия – это классический источник неудачно спроектированных структур, но природа нашла путь применить подобное в кости", сказал Эндрю Рапофф, доцент космических и механических разработок и ведущий исследователь этого проекта. "Мы нашли решение создать имитацию этой природной особенности."

Самолеты имеют отверстия для электропроводки, топливных и гидравлических линий. Подобные отверстия обычны в теплоходах, зданиях, автомобилях и фактически любой другой структуре, которая имеет функции связи и бытовых коммуникаций. Инженеры всегда учитывают и компенсируют слабость материалов, вызванную этими отверстиями, увеличивая толщину материала, покрывающего их.

Недостаток этого подхода состоит в том, что подобные “компенсации” добавляют вес всей конструкции, что является особенно существенной проблемой для самолетов и космических кораблей, вес которых должен быть как можно меньше. Например, снижение веса самолета на один фунт экономит 10 фунтов топлива.

Инженеры анализировали структуру кости лошади вокруг отверстий с помощью микроскопии и микрорентгена и изучили микроскопический состав кости. В итоге им удалось вывести уравнение, описывающее свойства, придающие кости жесткость. На базе этого уравнения ученым удалось разработать компьютерную модель, которая подражает поведению кости под напряжением.

На базе экспериментов с подбором материалов и приданием им аналогичных свойств жесткости за счет отверстий, инженерам Университета Флориды удалось продвинуться в создании особо прочных и легких материалов.

Перспективой дальнейших исследований станет задача по проектировке таких отверстий, которые обеспечат конструкции минимальный вес и максимальную прочность.


Информация для контакта:

Andrew Rapoff, rapoff@ufl.edu, 352-392-5523, University of Florida

Дата публикации: 10 декабря 2002
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой новости или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.