科學家發現鯊魚的鱗片能使其游得更快未來這可能有助於使飛機更快
灰鯖鯊(shortfin mako)能夠以高達74公里/小時(46英里/小時)的速度游動,是所有鯊魚中游得速度最快的。科學家現在對灰鯖鯊如何達到這樣的速度有了全新的認識,他們相信他們的研究結果可以應用於改進人類技術。
與其他鯊魚的情況一樣,短鰭灰鯖鯊的皮膚覆蓋著稱為細齒的微小鱗片。它們從鯊魚的前部向後傾斜。在航天工程師Amy Lang的帶領下,阿拉巴馬大學的一個團隊發現,在短鰭灰鯖鯊的關鍵部位,那些0.2毫米長的鱗片(如下圖所示)能夠向身體彎曲40度角。它們響應於反向水流而這樣做,這是由於稱為流動分離的現象而發生的。
簡而言之,流體分離是在流體通過液體環境(或保持在移動的液體中)的物體前部周圍時發生的,在其後端形成漩渦。那些漩渦造成了阻力,減慢了物體的速度- 這種效果可能會妨礙船隻和飛機,因為它也會在空中發生。
不過,由於灰鯖鯊的“彈出式”細齒,流體分離在其身體長度上大大減少。像高爾夫球表面的凹坑,突出的鱗片有助於防止漩渦的形成,使灰鯖鯊在水中更快地移動。當研究人員在水流隧道中放置短鰭灰鯖鯊側翼皮膚樣本時,觀察到了有益效果。
“我們在隧道中進行了一項實驗,在光滑的表面上進行了一定量的流動分離。然後我們用鯊魚皮替換了光滑的表面並重新定量了流動分離,”Lang表示。“在所有側翼皮膚的情況下,我們看到分離的流動區域的大小因皮膚的存在而顯著減少。”
研究團隊現在希望這項研究能夠為固定翼飛機和直升機的轉子葉片提供新材料,使它們更具空氣動力學性能。