Da cá mập gợi ý quân đội Mỹ cải tiến máy bay

“'Rất có tiềm năng phát triển một bề mặt nhân tạo sử dụng cơ chế [của loài cá mập] này cho việc di chuyển trong không trung”, theo nghiên cứu do Quân đội Hoa Kỳ tài trợ.

Da của một trong những loài cá nhanh nhất thế giới, cá mập Mako, đang được nghiên cứu trong một dự án do Quân đội Hoa Kỳ tài trợ với hy vọng rằng có thể khám phá ra các cấu trúc lớp vỏ giúp máy bay nhanh hơn hoặc hiệu quả hơn.

Tốc độ của cá mập Mako được ghi nhận đạt 60 dặm/h (khoảng 96 km/h) nhưng ước tính chúng có thể bơi với tốc độ 80 dặm/h (khoảng 128 km/h), nhờ một loạt các thích nghi tiến hóa cho phép loài cá này cắt nước với lực cản tối thiểu.

Thay vì một bề mặt hoàn toàn trơn tru, da của cá mập Mako có những hàng vảy rất nhỏ, giống như răng, chạy dọc theo hai bên và trên vây của nó. Các kỹ sư hàng không của Đại học Alabama đang cố gắng tìm hiểu vai trò của chúng.

Về mặt sinh học, các vảy này thực sự giống với răng cá mập, ngoại trừ việc mỗi vây dài khoảng 0,2mm và có khả năng nâng lên hoặc ngả về phía sau khi cá mập Mako bơi.

Nếu bạn đưa tay lướt qua con cá mập từ mũi đến đuôi, giống như nước chảy trên cơ thể nó, bạn sẽ cảm thấy hoàn toàn trơn tru.

Nhưng nếu bạn vuốt tay theo chiều ngược lại, từ đuôi tới đầu cá mập Mako, sẽ có cảm giác thô ráp như giấy nhám. Các nhà nghiên cứu nghi ngờ những vảy này có tác dụng làm gián đoạn các dòng chảy xoáy ngược chiều, hay còn gọi là tách dòng, và gây ra lực cản.

Lực cản áp lực này là một trong những yếu tố ảnh hưởng nhất đến máy bay. Các kỹ thuật để giảm thiểu lực cản có thể giúp máy bay tiết kiệm nhiên liệu hơn, bay nhanh hơn và phản ứng nhanh hơn.

Sử dụng một đường hầm gió và các mẫu da cá mập Mako được lấy từ sườn của loài cá này, các nhà nghiên cứu đã đo được vận tốc của dòng nước chảy trên một bề mặt nhẵn so với trên da cá mập Mako.

Họ đã tìm thấy hiệu ứng thụ động từ vảy cá mập thực sự kiểm soát việc tách dòng và giảm lực cản.

"Trong tất cả các trường hợp với da ở sườn cá mập Mako, chúng tôi thấy kích thước của vùng chảy tách dòng giảm đáng kể với sự hiện diện của loại da này", TS. Amy Lang, chủ nhiệm đề tài nghiên cứu, cho biết.

Nghiên cứu nói trên được tài trợ một phần bởi công ty hàng không vũ trụ Boeing và Quân đội Hoa Kỳ và có thể truyền cảm hứng cho việc tạo ra lớp phủ giảm lực cản mới. Tiềm năng cho một bề mặt nhân tạo sử dụng cơ chế hoàn toàn thụ động này ngay cả trong không khí là rất thú vị, Amy Lang nói thêm.