Инженерни истории

Биомимикрия, или как природата ни помага да решаваме инженерните предизвикателства от ежедневието

06.01.2018 г.

Всемогъща и хармонична, природата ни демонстрира невероятни примери за решаване на различни предизвикателства – само трябва да се вгледаме в нея. Аеродинамичната форма на птиците, комуникацията между делфините, естествената филтрация на водата и още мн.др. Как може да адаптираме всичко това към нуждите на човешкото общество? Чрез т.нар. биомимикрия или биомиметика („bios“ – живот, „mimesis“ – имитирам), която се занимава с прилагането на съществуващи в природата форми, процеси и екосистеми в създаването на съвременни технологии и решаването на редица задачи от нашето ежедневие. В днешната инженерна история сме ви подготвили едни от най-интересните примери за иновации и устойчив дизайн в различни области, вдъхновени от представителите на живата природа!

 

Механизмът за бързо закопчаване, заимстван от растенията

 

След пътешествие в Алпите през 1941 г. козината на кучето на швейцарския инженер Жорж дьо Местрал е покрита с бодили. Заинтригуван от тези растения, ученът решава да ги разгледа под микроскоп, откривайки техните миниатюрни кукички, които го вдъхновяват за неговото революционно изобретение. През 1955 г. Местрал патентова марката „Велкро“ – известния на всички нас механизъм за бързо и лесно закопчаване, състоящ се от две самозалепващи се ленти.

 


Първоначално решението се е използвало само за специализираните нужди на медицината, военните, както и в костюмите на космонавтите и космическите совалки на НАСА. Днес този вид закопчаване намира широко приложение в производството на дрехи, обувки, чанти, спортно оборудване и други пособия, без които не бихме могли да си представим ежедневието ни.

 

Да научим физика от земеродните рибарчета

 

Високоскоростният влак Шинкансен е един от най-бързите в света, развивайки скорост от 321 km/h. При създаването на този вид транспорт обаче, инженерите се сблъскват със сериозен проблем – генерирането на високи шумови нива. Промените в налягането на въздуха при всяко излизане на влаковете с висока скорост от тесни тунели създава шокови звукови вълни, създаващи неприятности на жителите. Тогава специалистите си задават въпроса: „Има ли представител от живата природа, който да се справя при такива внезапни промени в налягането?“.

 


Отговорът е „да“. За да улови плячката си, земеродното рибарче се гмурка от въздуха (с ниско съпротивление) във водата (с високо съпротивление), при това без да образува разпръсквания. Благодарение на клиновидната форма на клюна и аеродинамичното тяло на птицата, промените в налягането между двете фази са много по-ниски. Заимствайки формата на клюна на рибарчето, японските инженери оптимизират влаковете, като намаляват въздушното налягане с 30% и разходите за електричество с 15%, при това за 10% по-високи скорости.

 


Гърбатите китове – вдъхновение за генериране на ефективна вятърна енергия

 

Гърбатите китове са с дължина 12 - 15 m и тежат около 36 t, което обаче не е пречка те да се придвижват бързо и елегантно във водата и да правят пируети. Това се дължи на специфичното им тяло и най-вече на необичайно големите им гръдни перки с неправилна форма, характеризиращи се с висока аеродинамична ефективност. Издатините по ръба на техните плавници, наречени туберкули, разделят разномерно водния поток на множество струи с висока скорост, благодарение на което китовете имат по-добро сцепление във водата и могат да се завъртат по-рязко, дори когато плуват бавно.

 

Много компании, сред които WhalePower, прилагат тези принципи на аеродинамиката при проектирането на вятърни турбини и различни видове вентилационни решения – от промишлени и компютърни вентилатори до цялостни ОВК системи и др., подобрявайки тяхната ефективност, безопасност и рентабилност.

 


Инженерната история за вас разказа инж. Симона Минчева от редакционния екип на Инженер.bg. За списването на материала бе използвана информация от интернет страниците biomimicry.org, asknature.org и bloomberg.com.

 

Източник на снимковия материал: biomimicry.org, pixabay.com

ПРОМО.bg

  • Заваръчни апарати Minarc 220

    Заваръчни апарати Minarc 220

    Търсите апарат за ефективно и сигурно ВИГ заваряване с контактно палене? Доверете се на заваръчните апарати Minarc 220 на Kemppi. Закупете сега от фирма Кимекс и се възползвайте от специалната цена 3240 лв. с ДДС.

  • LED прожектори

    LED прожектори

    Енергийно-ефективно външно осветление на страхотна цена. С новото промоционално предложение на Ритбул. Мощни LED прожектори на цени от 20 лв. без ДДС. Сега е моментът!