Предыдущая публикация
Чему может научить зимородок?
Возьмите любую птичку в руки - она теплая. А зимородок всегда холодный. Видимо, птица таким образом адаптирована к ныряниям и холодной воде водоемов, где она находит себе пропитание. Но зимородок не только этим удивляет. Дело в том, что исследовав клюв этого представителя пернатых, японские инженеры разогнали свои скоростные поезда до скорости 320 км/ч.
Японские сверхскоростные поезда могут дать возможность пассажирам преодолевать большие расстояния за считаные минуты. Но без неудобств не обошлось даже тут.
Дело в том, что на такой высокой скорости перед носом локомотива накапливается воздух под сильным давлением. И каждый раз, когда поезд выезжает из тоннеля, раздаётся мощный звуковой удар, который слышен на расстоянии до 400 м.
Японский инженер Эйдзи Накацу придумал, как решить эту проблему, благодаря своему наблюдению за зимородками. Эти птицы ныряют из воздуха в воду — в 800 раз более плотную среду — почти без всплеска. Накацу предположил, что этим они обязаны своему длинному клюву.
Команда инженеров внимательно изучила клюв зимородка: его форма оказалась идеально обтекаемой.
Верхняя и нижняя части клюва имеют треугольное сечение с изогнутыми сторонами, и вместе они создают форму приплюснутого ромба.
Для проверки концепции исследователи тестировали модели разных форм. Они запускали их в воздушных и водных туннелях, изучали взаимодействие с потоками, а также симулировали результаты на суперкомпьютере. Итоги были однозначны: «зимородковый» дизайн оказался самым эффективным.
На основе этих данных Накацу с командой сконструировали модель поезда «Синкансэн» с вытянутой носовой частью.
К каким итогам привело это изменение в конструкции поезда?
1.Уменьшение аэродинамического сопротивления
Вытянутая форма носовой части, подобная клюву зимородка, позволила значительно снизить сопротивление воздуха при движении поезда. Это уменьшило энергозатраты и повысило эффективность работы поезда.
2. Снижение уровня шума
Одной из главных проблем «Синкансэна» были громкие звуковые удары, возникавшие, когда поезд выходил из тоннеля. Изменённая форма носовой части уменьшила эффект ударной волны, что привело к снижению уровня шума как внутри поезда, так и в окружающей среде.
3. Увеличение скорости
Благодаря улучшенной аэродинамике поезд смог теперь увеличивать скорость на 15% при той же мощности двигателя.
Например, поезд серии 500 Shinkansen благодаря таким инновациям смог развивать скорость до 320 км/ч в регулярной эксплуатации, оставаясь при этом энергоэффективным и тихим.
4. Экологичность
Снижение энергозатрат и уменьшение шума сделали поезд более экологически чистым, что соответствовало современным требованиям к транспорту.
Этот случай является примером использования бионики — переноса принципов из природы в инженерные решения, что позволяет создавать более эффективные и гармоничные технологии.
Итак, Накацу взял за основу клюв зимородка. А кто сконструировал клюв?
Следующая публикация
Музыкальная пауза
Необычные идеи для использования высушенных роз зимой 
Комментарии 8