Ответы Mail.ru: Какое насекомое подсказало, делать ребрышки на внутренней стенки труб для уменьшения сопротивления потока жидкости?

Все мы с детства знакомы с БАБОЧКАМИ. Детально изучать чешуйки бабочек начали еще в средневековые времена.

Бабочка красный адмирал

Двухслойный покров ЧЕШУЕК увеличивает подъемную силу крыла в планирующем полете, защищает бабочку от переохлаждения, уменьшает шум и вибрацию при машущем полете, поглощает эхолокационные сигналы летучих мышей. ЧЕШУЙКИ защищают крыло от повреждений (при ударе крыла о лист растения или о каплю смолы чешуйки отламываются, снижая силу удара и не давая крылу приклеиться к коре деревьев) .

Чешуйка бабочки красного адмирала

ЧЕШУЙКА (длина которой не превышает 0,5 мм) представляет собой сложное трехмерное образование, состоящее из верхней и нижней пластин, соединенных стойками (трабекулами) . Во впадинах верхней пластины имеются отверстия, позволяющие воздуху проникать в полое пространство чешуйки.

Подобная конструкция натолкнула на идею применить изобретение природы для нужд людей. В результате удалось СОЗДАТЬ ПОКРЫТИЕ ВИНТА ВЕРТОЛЁТА, заметно увеличившее подъемную силу, что объясняется большей, за счет "РЁБРЫШЕК", рабочей площадью винта и улучшением обтекания воздухом аэродинамической поверхности.

Если на лопасти воздушного винта укрепить покрытие, похожее по структуре на строение чешуек бабочки красного адмирала (его фрагмент показан с увеличением) , то подъемная сила возрастет на 10%.

А ТАКЖЕ КОНСТРУКЦИЮ ЧЕШУЕК ИСПОЛЬЗОВАЛИ при создании ТРУБ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТЕЙ. НОВАЯ ТРУБА имеет как бы два канала. По внутреннему цилиндрическому каналу течет основная масса жидкости, а наружный кольцевой канал служит для компенсации давления потока. На поверхности внутренней стенки трубы по всему периметру сделаны продольные ребра высотой 0,5 мм. Между ними выполнены сквозные отверстия, соединяющие цилиндрический и кольцевой каналы. Постоянный размер кольцевого зазора обеспечен тонкими стойками.

Двухканальная труба. На внутренней поверхности видны "ребрышки", стабилизирующие поток жидкости.

Если в потоке зародится вихрь, некоторые частицы жидкости вблизи стенки начнут двигаться по окружности поперек трубы. ЕСЛИ на их пути окажется одно из ребер, оно погасит вихрь. В турбулентном потоке есть области с разным давлением. Если во внутреннем канале давление выше, чем в кольцевом, то жидкость через отверстия будет просачиваться наружу; если внутри трубы давление ниже, то жидкость из кольцевого канала потечет в цилиндрический.

К ДОСТОИНСТВАМ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ можно отнести и то, что текущая по трубе жидкость НЕ ИЗДАЁТ ЗВУКОВ. Для трубопроводов, проходящих в помещениях, значение имеет их внешний вид. Для красоты их никелируют.

ЧЕШУЙКИ тропических БАБОЧЕК СЕМЕЙСТВА УРАНИЙ представляют собой многослойную структуру. Семь хитиновых пластинок разделены промежутками, наполненными воздухом. В результате многократного отражения и интерференции падающих лучей отраженные лучи приобретают более насыщенный цвет, а поверхность - блеск полированного металла. Пpи деформации чешуйки толщина воздушной полости уменьшается и окраска чешуйки изменяется. Технология позволяет получать тонкие пленки. Если взять пленки толщиной около 5 мкм, склеить их, нанося клей тонкими полосками, то получится структура, аналогичная чешуйкам ураний. Такое покрытие будет менять цвет при изменении температуры трубы, создавать теплоизоляцию..