الهام جالب از طبیعت در هوافضا

آريا/ شايد شروع الهام گرفتن از طبيعت که بعدها منجر به پايه ريزي علم بيونيک شد، طرح هنرمند سرشناس لئونارد داوينچي باشد که در نقاشي ماشين پرنده، طرحي از بال هاي خفاش را مي توان ديد. او براي ساختار حرکتي وسيله­ ي خود بال هاي خفاش را انتخاب کرده بود زيرا در نظر داشت که با پارچه اي که به واسطه ي تير هاي چوبي مستحکم مي شود حرکتي به سان بال اين پرنده خوش پرواز را شبيه سازي کند.هرچند که هواپيماهاي امروزي شباهت چنداني به طرح داوينچي ندارند اما کار او موجب شد تا ديگران براي راه حل هاي مسائل فني به طبيعت رجوع کنند. در تعريف علم بيونيک آمده است که الگوگيري از ساختار و رفتار موجودات زنده براي پديدآوردن فناوري و يا حل يک مسئله مهندسي است. اين بهره گيري از طبيعت امروزه در مسائل مختلف علمي و مهندسي در صنعت هوافضا و معماري بيشترين کاربرد را داشته اما بايد در نظر داشت که الگوبرداري از طبيعت حد و مرزي نخواهد داشت. براي مکانيزم حرکت زيردريايي از بدن دلفين الهام گرفته مي شود تا بتوان با کمترين نيرو، بازدهي بالايي ارائه داد و همچنين دانشمندان براي ساخت بدنه ي آن از فيزيک اسفنجي پوست دلفين که سبب کاهش اصطکاک مي شود بهره مي برند همچنين در معماري نيز سازه هاي بسياري وجود دارد که براي استحکام خود از ساختار تارهاي عنکبوت که قدرت فراواني دارد استفاده شده و يا برج Turning Torso که براي پيچش ساختمان از ستون فقرات انسان الهام گرفته شده و بسيار ديگر از اين نمونه ها اما صنعت هوافضا نيز گاه فارغ از پيچيدگي هاي موجود براي حل مسائل دست به دامان طبيعت شده است. در زير قصد داريم گريزي به علم بيونيک در هوافضا بزنيم و مشکلات و راهکارهاي الهام گرفته را بررسي کنيم مکانيزم کنترل هواپيما يکي از ابتدايي ترين و در عين حال پيچيده ترين سيستم هايي بوده است که در ابتدا مهندسان با آن درگير بوده اند نگاه به حرکت آرام و پايدار پرنده هاي کوچک و بزرگ اين موضوع را در ذهن طراحان ايجاد مي کرد که براي کنترل و پايداري هواپيما نياز است در انتهاي بال هواپيما بالک هايي اضافه شود تا بتوان بر روي جريان گذرا کنترل بيشتري داشت خروجي اين نگاه به طبيعت سبب شد تا فلپ و الرون(شهپر) در انتهاي بال نصب شود تا هواپيما به هنگام بلند شدن از زمين و همچنين نشست از اين ابزار براي کنترل سرعت خود استفاده کند. يکي ديگر از الهام هاي تاثيرگذار در صنعت هوانوردي به کارگيري winglet در انتهاي بال هاي هواپما است. ايجاد جريان­هاي گردابه اي در انتهاي بال هواپيما سبب ايجاد نيروي رو به پايين مي شود که هرگز مورد پسند مهندسان هوافضا نبوده است. پرنده هايي که از جثه ي بزرگ برخورد دارند يا پرنده هاي مهاجر براي شناوري هرچه بيشتر در آسمان هنگام پرواز مستقيم زاويه پرهاي انتهايي خود را تغيير مي دهند. اين پرندگان به طور غريزي قبل از تمامي مهندسان به راه حلي براي عدم تشکيل جريان هاي مزاحم دست پيدا کرده بودند. نمونه از winglet را در تصوير بالا مشاهده مي­کنيد. جغد پرنده اي است که به دليل قدرت بينايي و پرواز بي صداي خود لقب شکارچي شب را به دوش مي کشد. آيروديناميک بي نظير بدن اين پرنده باعث مي شود تا با کمترين صدايي سراغ شکار خود برود. يکي از مشکلات موجود در طراحي landing gear (ارابه فرود) هواپيماي A340 صداي بسيار زياد آن هنگام باز شدن بود جايي که مهندسان را وادار کرد تا سراغ طبيعت بروند. مشاهده پاهاي جغد که بر روي آن پرهايي وجود دارد تا از ايجاد صدا جلوگيري کند سبب شد جرقه ي طرحي خلاقانه، براي کاهش صداي مزاحم در ذهن مهندسان زده شود. و اما سراغ بمب افکن محبوب ايالت متحده آمريکا مي رويم پرنده اي با ويژگي هاي بي نظير که مي تواند با سوخت گيري اوليه مسافتي بيش از 11هزار کيلومتر را طي کند. B2 Spirit که به دليل رادار گريزي لقب شبح را به خود گرفته توانايي حمل 80 بمب 230 کيلويي و يا 16 بمب هسته اي 1100 کيلويي را دارد. ماموريت تعريف شده براي اين بمب افکن و همچنين پرواز در ارتفاع 50000 پايي بر آيروديناميک اين پرنده بسيار تاثيرگذار بوده. وقتي به دنبال مداومت پروازي بسيار بالا هستيم شکل ظاهري اهميتي چندين برابر پيدا مي کند زيرا هر مقدار کاهش نيروي درگ و افزايش نيروي ليفت در پرواز بلند مدت تاثير به سزايي در مصرف سوخت و نهايتا کيفيت ماموريت دارد. طراحي B2 برگرفته از شاهين است، پرنده اي که علاوه بر قدرت شناوري بالا مانورهايي بي نظيري دارد. با کانال تلگرامي «آخرين خبر» همراه شويد