Delfiinidest Inspireeritud Inimese Loodud Fin Töötab Ujuvalt

2023 Autor: Peter Bradberry | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-07-27 17:19

Lunoceti ujujad on juba saavutanud umbes kaheksa miili tunnis, mis on peaaegu kaks korda suurem kui Michael Phelpsi kiirus.

Inimese keha teeb paljusid asju hästi, kuid ujumine pole üks neist. Oleme vees piinlikult ebaefektiivsed ja suudame vaid 3 või 4 protsenti energiast muundada edasiliikumiseks. (Isegi ujumisuimedega oleme efektiivsemad vaid 10–15 protsenti.) Kuid uus, delfiinidest inspireeritud uim lubab toota aastakümnete suurimat muutust inimese jõul toimuvas ujumises, pannes olümpiapoolsed kiirused peaaegu ligipääsetavasse kedagi.

Aastakümnete pikkuse uurimistöö lõpeb insener ja leiutaja Ga. Ateena leiutaja ja insener Ted Ciamillo, kes pani oma nime (ja varanduse) ehitama kõrgjõudlusega jalgrattapidureid, lõi selle, mida ta on nimetanud Lunocetiks, 2,5 naela (1,1) -kilogramm) süsinikkiust ja klaaskiust monofiin, mis kinnitub alumiiniumist jalaplaadile täpse 30-kraadise nurga all. Ligi kolmekordse tavaliste ujumisuimede pindalaga pooleldi Lunocet pakub palju tõukejõudu. 42-tollise (ühe meetri) laiuse uime kiiruse võti: selle kuju ja nurk, mis mõlemad on teadusliku täpsusega modelleeritud delfiini sabast.

Need meresprinterid suudavad ujuda kuni 53 kilomeetrit tunnis ja muuta kuni 80 protsenti energiast tõukejõuks.

"Mehhanism toimib tõstejõu tekitamiseks nagu tiib," mis on suunatud ettepoole ja muutub tõukejõuks, ütleb Pennsylvania West Chesteri ülikooli merebioloog Frank Fish. "See tõukemehhanism on võrreldes tavaliste jäikade mereliikuritega äärmiselt tõhus." Mereimetajate ujumismorfoloogia spetsialist Fish esitas Ciamillole delfiinide sabade CAT-skaneeringu andmed, mida ta kasutas uimede kujundamiseks, mis läksid eelmisel aastal turule, kuna vaalud olid veest kergelt väljas. Ciamillo näeb ette uut, kiiret, vabasukeldumisega ujujate kogukonda, mis on ühendatud hüdroreisimise ümber: pikad ujumisekspeditsioonid Lunocetsi abil kümnete miilide läbimiseks päevas, kus osalejad kannavad sujuvaid, veekindlaid pakendeid, mis sisaldavad ainult globaalset positsioneerimissüsteemi (GPS)), satelliittelefon ning piisavalt toitu ja vett mõneks ööks kaldal.

Uim võib avaldada "sügavat mõju" ka tasuta sukeldumise spordialale (kus tuukrid võistlevad, et näha, kes suudab hinge kinni hoides kõige sügavamale minna), ütleb riigi juhtiva konkurentsivõimelise tasuta sukeldumise USA Apnoe Assotsiatsiooni president Grant Graves. organisatsioon. Selle tõhusus võib lasta neil, kes sukelduvad, hinge kinni hoides, sügavuse rekordeid kiiremini süvenedes. Siiski pole kiirus kõik vee all. "Mida kiiremini te lähete, seda raskem peate tööd tegema," kuna kiirus suureneb kiiruse ruuduna, ütleb ta. "Hõõrdumise, kiiruse, hapnikutarbimise ja vahemaa vahel on magus koht."

Järjekordne katse selle võrrandi tasakaalustamiseks on kujunemas leiutaja ja ettevõtja Dean Kameni ettevõtte laborites DEKA Research and Development Corp. Manchesteris, NH. Segway kaherattalise, ühe inimese elektrisõiduki loojad töötavad koos kaitseteadustega USA kaitseministeeriumi uurimisüksus, USA sõjaväe kaitseministeeriumi kõrgtehnoloogiliste uurimisprojektide agentuuri (DARPA) büroo, et arendada lahingu- ja luuriujujate jaoks suure efektiivsusega, inimese jõul töötav jõusüsteem PowerSwim. Vasikate vahele kinnitatud klaaskiust varras (poolus) hoiab kahte võnkuvat süsinikkiust fooliumi, laia puusadel ja kitsamat jalamil. Madal kükitav liikumine muudab fooliumid laineliseks, tekitades keeriseid, mis suruvad ettepoole vastu tagumist serva ja tagavad tõukejõu.

Selles disainis kasutatakse suurimaid jalalihaseid mitte ainult vasikate ja pahkluude asemel, ütleb DARPA kaitseteaduste PowerSwimi programmijuht kolonelleitnant John Lowell. Tippkiirus on umbes 2,5 miili (neli kilomeetrit) tunnis, mis töötab siiski ka sukeldumisvarustusega, kuid mis veelgi olulisem, PowerSwim suudab jõudu 70–75 protsenti tõhusalt teisendada. "Oleme jõudmas sinnamaani, et sellest on palju raskem ette kujutada, et sellest palju paremaks saada," ütleb Lowell. DARPA loodab, et sõjaväesukeldujatel on aasta lõpuks valmis töötavad prototüübid.

Ciamillo kavandab ka Merekorpuse amfiibüksuse Lunoceti demot ja täiustab pidevalt uime kõrguse juhtimismehhanismi, mis dikteerib uime ja jalgade vahelise nurga, püüdes parandada tõhusust ja kiirust. Ta märgib, et ei hakka Lunoceti disaini patenteerima. "Kui võtate ideid loodusest," ütleb ta, "kuidas siis minna patendiametisse ja öelda, et need on minu omad?".