Скорпионы вдохновили ученых на усовершенствование машин

Желтый толстохвостый андроктонус примечателен тем, что использует свою броню как щит, чтобы избежать царапин в песчаных бурях.

Ученые, проанализировав эту особенность, разработали новый метод защиты движущихся частей различных механизмов от износа.

Результаты исследования опубликованы в издании Langmuir.

Zhiwu Han, Junqiu Zhang, Вен Ли и их коллеги пояснили, что эрозия твердых частиц — это одна из основных причин повреждения или отказа оборудования. Ежегодно эта эрозия одних убытков приносит на миллионы долларов, вызывая повреждение вертолетных роторов, ракетных двигателей, турбинных лопастей, труб и других механических частей.

Повреждение производится, когда частицы грязи, песка и другого твердого вещества в воздухе, воде и других средах ударяются о поверхность указанных механизмов.

Фильтры помогают удалять такие частицы, однако их приходится часто менять на новые, а это существенные затраты. Дешевле сделать более устойчивые к подобным повреждениям детали. Для их создания ученые впервые открыли тайну желтого андроктонуса — скорпиона, который в процессе эволюции научился противостоять абразивному воздействию песчаных бурь.

С помощью трехмерного лазерного сканера исследователи пристально изучили броню скорпиона и разработали компьютерную программу для моделирования потока воздуха с песком, которому противостоит это членистоногое.

Далее ученые на компьютере разработали шаблоны стойкой к абразивному воздействию поверхности и провели тесты в аэродинамической трубе. Результаты показали, что ряд небольших углублений на поверхности под углом в 30 градусов к потоку воздуха или жидкости дает стальной поверхности оптимальную защиту от эрозии.

26.01.2012

Оценка: