הדפסת מודל תלת-ממד בהשראת קשקשי כריש הובילה לגילויים חדשים על התכונות האווירודינמיות שלהם. בנוסף, נמצא שהטמעת מבנים דמויי קשקשים על גבי כנף משפרת את האווירודינמיות של הכנף באופן שעשוי להוביל לפיתוח דור חדש של מטוסים, רחפנים, מכוניות וטורבינות.
מאת: אמיר גילדור
מחקר חדש שנערך על ידי צוות של מהנדסים וביולוגים מאוניברסיטת ‘הרווארד’ ומאוניברסיטת ‘דרום קרוליינה’ שבארצות הברית בדק את התכונות האווירודינמיות של קשקשי כריש. ראשית, החוקרים בנו מודל תלת-ממדי של קשקשי כריש ממין ‘עמלץ כחול’, המוכר כאחד הכרישים המהירים ביותר בעולם. הם עשו זאת תוך שימוש בשיטת הדמיה באמצעות קרני רנטגן (micro CT) – שיטה המשמשת לעיתים קרובות להדמיה מדויקת של מבנים זעירים מהחי.
בהמשך, המודל התלת-ממדי של הקשקשים הוטמע על גבי מודל קיים של כנף, ולאחר מכן הודפסו כמה כנפיים ‘משודרגות’ כאלה באמצעות מדפסת תלת-ממד. בשלב הבא, נבדקו התכונות האווירודינמיות של הכנפיים שהודפסו, בתוך מיכל מים.
ידוע שהמבנה הייחודי של קשקשי הכריש תורם להפחתת כוח הגרר (הכוח המתנגד לתנועת גוף הנע בתוך נוזל או גז), אך החוקרים הופתעו לגלות שלא די בכך – התברר שהקשקשים אף תרמו להגברת כוח העילוי של הכנפיים, הכוח המאפשר לגופים הכבדים מהאוויר לעוף.
לאחר שבחנו את תוצאות הניסוי, החוקרים דימו את קשקשי הכריש ל’מחוללי מערבולות’ (Vortex Generators) – מבנים המותקנים על גבי מרבית המטוסים והמכוניות ומסייעים לשינוי זרימת האוויר מעל הכלי כדי לשפר את האווירודינמיות שלו. נמצא שהוספת ה’קשקשים’ לכנף בהדפסת תלת-ממד משיגה שיפור של עד שלוש מאות ועשרים אחוז ביחס שבין כוח הגרר לבין כוח העילוי, בהשוואה לכנפיים שאינן כוללות מחוללי מערבולות.
במחקר זה, אם כן, התגלו תכונות אווירודינמיות של קשקשי הכריש שלא היו מוכרות עד כה, וכן נמצא שהרכבת מודל שלהם על גבי כלי קיים עשוי לשפר בצורה משמעותית את האווירודינמיות שלו. לאור הממצאים, ייתכן שבעתיד יוטמעו מבנים דמויי קשקשי כריש בכלי תעופה, במכוניות ובטורבינות.
