|
, 13 februari 2018 10:04 Naar de haaienDe huid van een haai is opgebouwd uit taaie schubben die het uiterlijk van een tand van hebben. De schubben blijken de weerstand te verminderen. Goed nieuws voor bijvoorbeeld drones, vliegtuigen, en windturbines. 400 miljoen jaar voorsprongHaaien en vliegtuigen verschillen eigenlijk niet zoveel van elkaar. Beide zijn ontworpen om zo efficiënt mogelijk door een medium te bewegen - water en lucht. De vorm van hun ‘lichaam' creëert ‘lift'' en vermindert de weerstand. Met dit verschil dat haaien een voorsprong hebben van 400 miljoen jaar als je naar het ontwerpproces kijkt. De huid van een haai is bijvoorbeeld bedekt met duizenden kleine tandachtige schubben die zowel in vorm als in grootte variëren afhankelijk van de plek op het lichaam. De structuur is al langere tijd bekend, maar de exacte functie van de huidtandjes was onderwerp van discussie. Veel onderzoek heeft zich gericht op de weerstandverminderende eigenschappen van de schubben. Maar deze onderzoekers vroegen zich af of het zo kon zijn dat het in plaats van het verminderen van de weerstand de vorm eigenlijk niet beter geschikt was om de ‘lift' te verbeteren. Snelste haaiOm hun hypothese te testen zijn de onderzoekers naar de kortvin-makreelhaai - kortweg mako - gaan kijken. De mako is de snelste haai in de wereld en de huidtanden van dit dier hebben drie verhoogde ‘kammen', een beetje zoals een drietand. Met behulp van micro-CT scanning zijn de huidtanden in 3D gemodelleerd en ge3Dprint op een ‘airfoil', een aerodynamisch gevormd profiel en een primaire component van alle vliegende toestellen. 325% beter
Uiteindelijk zijn 20 verschillende configuraties - grootte van de huidtanden, de rijen en de plaats van de rijen - op een airfoil getest in een proeftank met water. Gebleken is dat behalve het verlagen van de weerstand de structuren een aanzienlijke bijdrage aan de ‘lift' leveren. De huidtanden fungeren hierbij als wervelgeneratoren die een tot 325% hogere lift/weerstand-verhouding opleveren in vergelijking met een airfoil zonder wervelgeneratoren.
Foto's: Wervelgeneratoren gebaseerd op de huidtanden van de mako kunnen mogelijk het rendement van windturbines, drones en vliegtuigen verbeteren (beeld: James Weaver/Havard University). © Aandrijvenenbesturen.nl |