Пошук:
Автор Pavlenko | 29 ноября 2014 | Коментарів: 0 | Переглянуто 1546
Рубрика: Статті

Що дали метелики гвинтокрилам та трубопроводам

Спостерігаючи за метеликами, люди дізналися про них багато чого надзвичайно цікавого, але практично всі вважають, що основне у метеликів – це їхні крильця.  Вони відрізняються за формою, за розмірами, а основне за забарвленням, яке обумовлюється мікроскопічними лусочками. Незвичайним є той факт, що малюнки на крилах не повторюються, як відбитки пальців у людей. Дійсне диво природи!

Крила з лусочками у метеликів виникли ще в юрському періоді – це більше 200 млн. років тому. За довгий шлях еволюції вони розвинулися до високого ступеня досконалості, що дозволяє лусочкам виконувати різноманітні функції, основною з яких є збереження життя комахи. Можливо, завдяки цьому, метелики змогли пережити ті умови життя, що були не під силу динозаврам.

Детально вивчати лусочки метеликів почали ще в середньовічні часи. Лікар англійського короля Карла I Теодор де Майерн, описував візерунки на крилах метеликів, утворені лусочками. У 1930-х роках австрійський натураліст Г. Вебер у всіх тонкощах зобразив будову лусочок червоного адмірала, які щільно покривають його тіло і крила. 

Які ж функції виконують лусочки?:

-двошаровий покрив лусочок збільшує підйомну силу крила в плануючому польоті;

-захищають метелика від переохолодження;

-зменшують шум і вібрацію при маханні у польоті;

-поглинають ехолокаційні сигнали кажанів; 

-захищають крило від пошкоджень при ударі крила об тверду поверхню, навіть об листок чи жорстку пелюстку квітки, лусочки відламуються, знижуючи силу удару і не даючи крилу приклеїтися до кори дерев.

Лусочка (довжина якої не перевищує 0,5 мм) являє собою складне тривимірне утворення, що складається з верхньої і нижньої пластин, з'єднаних стійками - трабекулами. У западинах верхньої пластини є отвори, що дозволяють повітрю проникати в порожній простір лусочки.Що дали метелики гвинтокрилам та трубопроводам

Двошаровий покрив лусочок наштовхнув винахідників для створення покриття гвинта вертольота. Хочете вірте, а хочете ні, але в результаті вдалося створити таке покриття, яке помітно збільшило підйомну силу повітряної машини. Це пояснюється більшою, за рахунок "реберець", робочою площею гвинта і поліпшенням обтікання повітрям аеродинамічної поверхні. 

Між законами аеродинаміки і гідродинаміки принципової різниці немає, тому вчені скористалися конструкцією лусочок при створенні труб для транспортування рідин. Нова труба має як би два канали. По внутрішньому циліндричному каналу тече основна маса рідини, а зовнішній кільцевий канал служить для компенсації тиску потоку. На поверхні внутрішньої стінки труби по всьому периметру зроблені поздовжні ребра висотою 0,5 мм. Між ними виконані наскрізні отвори, що з'єднують циліндричний і кільцевий канали. Постійний розмір кільцевого зазору забезпечений тонкими стійками.Якщо в потоці зародиться вихор, то деякі частинки рідини поблизу стінки почнуть рухатися по колу впоперек труби. Незабаром на їхньому шляху виявиться одне з ребер, яке погасить вихор. Крім того, в турбулентному потоці неминуче виникають області з різним тиском. Якщо у внутрішньому каналі тиск вищий, ніж в кільцевому, то рідина через отвори буде просочуватися назовні; якщо всередині труби тиск нижче, то рідина з кільцевого каналу потече в циліндричний. Випробування двоканальної труби діаметром 40 мм показали, що опір руху рідини в ній на 10% менше, ніж в трубі з гладкими стінками. 

Можна ще більш підвищити ефективність труби, якщо зробити "реберця» не прямолінійними, а спіральними. Спіральні ребра закручують потік, і на нього, як відомо з курсу гідрогазодинаміки, діє доцентрова сила, яка гальмує розвиток вихорів в потоці і робить його більш стійким; вона також зменшує опір течією.Що дали метелики гвинтокрилам та трубопроводам

До переваг нової конструкції можна віднести і те, що поточна по трубі рідина не видає звуків. У двоканальний трубі вода не шумить. Проблема шуму останнім часом набуває актуальності, особливо у побуті. Так, у країнах Заходу обігрів будівель виробляють за допомогою труб з гарячою водою, прокладених "змійкою" під підлогою. Кожне коліно - це місце, де виникають вихори, які й стають джерелом шуму. Вдень його майже не чути, але вночі часом не дає заснути.

Двоканальні труби можна виготовляти з тонких металевих листів. Спочатку на поверхні листа формують гребінці, пропускаючи лист між валками, один з яких має ребристий профіль. Потім в западинах роблять наскрізні отвори, після чого лист прикріплюють на стійках до іншого листа, що грає роль зовнішньої стінки. Всю конструкцію згортають і зварюють краї.

Для трубопроводів, які проходять в приміщеннях, велике значення має і їх зовнішній вигляд. Для краси їх фарбують, нікелюють. Але можна застосувати незвичайне покриття, винахід якого також підказане метеликами. Наприклад, лусочки тропічних метеликів ураній являють собою багатошарову структуру. Сім хітинових пластинок розділені проміжками, наповненими повітрям. У результаті багаторазового відбиття і інтерференції падаючих променів відбиті промені набувають більш насиченого кольору, а поверхня - блиску полірованого металу. Пpи деформації лусочки товщина повітряної порожнини зменшується і забарвлення луски змінюється.

Сучасні технології дозволяють отримувати тонкі плівки товщиною до 0,5 мкм. Якщо взяти плівки товщиною близько 5 мкм, а потім склеїти їх, наносячи клей не суцільно, а тонкими смужками, то вийде структура, аналогічна лусочкам метеликів ураній. Таке покриття, нанесене на зовнішню стінку труби, буде змінювати колір при зміні температури: у гарячій трубі діаметр збільшується за рахунок різниці температурних коефіцієнтів розширення, зростає тиск зсередини на шари покриття, і товщини повітряних зазорів зменшуються. 

За відтінками кольору можна безпомилково визначити, чи тече взагалі вода в трубі і яка вона - гаряча або холодна. Іншими словами, покриття може бути одночасно манометром і термометром. Подібне покриття також служить гарним теплоізолятором і зменшує втрати тепла. Звичайно, такі труби дорожчі звичайних. Але, як показують сучасні тенденції, споживачі готові дорожче платити за товар, який володіє новими корисними властивостями. 

скачать dle 10.3фильмы бесплатно


Подібні публікації:
Таємниці блиску метеликів (біологічні об’єкти з фізичними явищами) Таємниці блиску метеликів (біологічні об’єкти з фізичними явищами)
 Крім пігментних лусочок, у багатьох видів, крила яких відрізняються переливчастим металевим блиском, є лусочки іншого типу - оптичні. Дуже...
Крила – органи комах з аеродинамічними властивостями Крила – органи комах з аеродинамічними властивостями
 Крила утворені тонкими мембранами, натягнутими на каркас жилок. Жилки виконують опорну функцію. Вони пронизують все крило комахи, забезпечуючи...
Таємниці лусочок на крилах метеликів. Таємниці лусочок на крилах метеликів.
Детально вивчати лусочки метеликів почали ще в середньовічні часи. Якщо уважно розглянути лускатий покрив крилець, то можна побачити, що лусочки дуже...
Структури, що забезпечують міжклітинні зв’язки у рослин. Структури, що забезпечують міжклітинні зв’язки у рослин.
Клітинна оболонка рослин не суцільна, так як в ній наявні спеціальні структури, що забезпечують зв’язок клітин між собою. До них належать пори...
Алфавіт метеликів Алфавіт метеликів
На різнокольорових крильцях метеликів можна побачити найрізноманітніший малюнок. Наприклад, всі букви ла.......
Навігація ↓
Реклама ↓
Статистика ↓
bigmir)net TOP 100

free counters
Реклама ↓
На сайті знайшли ↓