Shark-inspirierter 3D-Druck ebnet den Weg für die nächste Generation von UAVs

Dies ist ein Vogel! Dies ist ein Flugzeug! Dies ist ein Hai? Vor kurzem wandten sich Forscher aus Harvard an die wildesten Unterwasserraubtiere - Haie, für die nächste Generation von Flugzeugen, Drohnen, Inspiriert vom Design von Windkraftanlagen und Autos können Hai-Häute wertvolle Erkenntnisse liefern und aerodynamischere Strukturen schaffen, so die Forscher.

Ein Projektteam von Evolutionsbiologen und Ingenieuren der Harvard University und Mitgliedern der Universität von South Carolina demonstrierte kürzlich die Kraft der 3D-gedruckten Haifischhaut-inspirierten Struktur, um eine neue Generation von aerodynamischeren Flugzeugen einzuführen. Mensch-Maschine und andere Systeme. Es wird berichtet, dass die Forschungsergebnisse im "Royal Society Interface Magazine" veröffentlicht wurden.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Haie und Flugzeuge nicht wirklich so verschieden sind, wie man meinen könnte (um sicher zu sein, dass ich nie zuvor an eine Beziehung zwischen ihnen gedacht habe.) Beide sind so konzipiert, dass sie effektiv bestehen Flüssigkeiten (Wasser und Luft) nutzen die Form ihrer Körper, um Auftrieb zu erzeugen und den Widerstand zu reduzieren, mit dem Unterschied, dass die Haie etwa 400 Millionen Jahre brauchen, um sich zu entwickeln.

Die Haifischhaut ist besonders und obwohl sie glatt aussieht, bedeckt sie tatsächlich tausende winzige Zähnchen, die Professor George Lauder mit menschlichen Zähnen vergleicht, die Zähne haben, die ihrer Position auf dem Hai entsprechen Unterschiedliche Formen und Größen Bisher stimmen die Wissenschaftler im Allgemeinen überein, dass die Hauptfunktion des dentalen Körpers beim Haischwimmen darin besteht, den Widerstand zu reduzieren, aber jetzt haben Harvard-Forscher Grund zu der Annahme, dass sie den Auftrieb verbessern könnten.

Die Entdeckung wurde durch 3D-Druck gemacht, der verwendet wurde, um die kleinen Zähne eines Kurzflossen-Makos nachzustellen, die in verschiedenen Experimenten verwendet wurden. Die Forscher sagten, dass Kurzflossen-Mako einer der schnellsten Haie ist, die durch die Ozeane streifen Es gibt eine spezielle gezahnte Form, ihre drei Ausbuchtungen (wie Dreizack) sind bemerkenswert.

Forscher der Harvard University verwendeten winzige CT-Scanner, um die Verzahnungen des Hais zu scannen und dann die dreidimensionale gezackte Struktur in die gekrümmte Flügelstruktur zu integrieren, eine Sektion namens Tragfläche, die dann 3D-gedruckt und auf Aerodynamik getestet wurde.

"Die Flügel sind ein wesentlicher Bestandteil aller Fluggeräte", sagte August August Domel, Doktorand an der Harvard Universität und Hauptautor der Studie, "und wir wollten diese Strukturen auf dem Tragflächenprofil testen Messen Sie ihre Auswirkungen auf Auftrieb und Widerstand, um sie für die Konstruktion einer breiten Palette von Bordgeräten wie Drohnen, Flugzeugen und Windturbinen zu nutzen.

Nach ausgiebigem 3D-Drucken und Testen mehrerer Versionen innerhalb des Läufers fanden die Forscher heraus, dass die dentale Struktur nicht nur den Widerstand reduzierte, sondern auch den Auftrieb effektiv erhöhte, und das Team verglich sie sogar mit "High-Power, Vortexgenerator mit niedrigem Profil, "ein Turbomotor, der in den meisten Autos und Flugzeugen installiert ist und dazu beiträgt, den Luftstrom im Fahrzeug zu verändern, um die Aerodynamik zu verbessern.

Domel fügte hinzu: "Diese Hai-inspirierten Wirbelstromgeneratoren erreichen ein Auftrieb-Widerstand-Verhältnis von bis zu 323% gegenüber Tragflächen ohne Wirbelgenerator. Mit diesen Proof-of-Concept-Designs haben wir gezeigt, dass diese bio-inspiriert sind Wirbelgeneratoren haben das Potenzial, über traditionelle Designs hinauszugehen.

Digital Proven: 3D-gedruckte Haifischhäute sind wahrscheinlich die Zukunft von Flugzeugen, Drohnen, Autos und Turbinen.

Artikel Quelle: 3D Tiger
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