مستوحاة من أجنحة اليعسوب؛
عالم إيراني يقدّم خطة لصناعة طائرات خفيفة وقوية
إستوحى أستاذ إيراني في جامعة بنسلفانيا إلهامه من أجنحة اليعسوب لإعادة تصميم طائرة بوينج 777، والتي يمكن أن تؤدي إلى طائرات أخف وزنًا وأكثر قوة وأكثر استقرارًا. يقود "مسعود أكبر زاده" من كلية فايتسمان للتصميم مجموعة متعددة التخصصات من المصممين المعماريين والمهندسين الإنشائيين وعلماء الكمبيوتر، في مختبر الهياكل متعدد الأوجه. ويحاول هذا الباحث صنع هياكل أقوى وأخف وزنًا تتطلب مواد خام أقل من خلال الاستفادة من الأشكال الهندسية متعددة الأوجه التي غالبًا ما توجد في الطبيعة.
يقول أكبر زاده: الطبيعة معلم عظيم يعلمنا كيفية تحسين الأنظمة. عندما تنظر إلى اليعسوب، ترى أجنحة تطورت على مدى ملايين السنين إلى هيكل خفيف وفعال وقوي بشكل لا يصدق. وفي إشارة إلى اهتمام مجموعته بهندسة السطح والبنية الداخلية للأوردة على أجنحة اليعسوب، يقول: التكوين الهرمي المعقد للجناح يوفر القوة والمرونة ويسمح لليعسوب بالطيران والمناورة بسرعة. عندما نظرنا عن كثب إلى أنماط جناح اليعسوب، لاحظنا وجود العديد من المضلعات المحدبة فيه. وقام الباحثون بالتحقيق في تعقيدات شبكة الوريد الهندسية لجناح اليعسوب باستخدام طريقة "Maxwell cross plots" حيث لعبت أداة التحليل هذه، التي تُستخدم لحساب توازن القوى في النظام، دورًا مهمًا في فك رموز فيزياء هيكل جناح اليعسوب. يضيف أكبر زاده: كان هناك ارتباط بين سمك المكونات المتصلة والتوازن داخل مستوى تلك الشبكة. بعبارات أبسط، خذ الأوعية الدموية لليعسوب واسحبها من جميع الجوانب ولاحظ أن الهيكل العام يعمل بشكل مثالي كشبكة قابلة للتمدد، على الأقل على مستوى ثنائي الأبعاد.
ويضيف أن هذا كان صادما، لأن الجناح مصمم لسلوك الانحناء المرتبط بحركات الرفرفة، بدلاً من شبكة الشد فقط أو شبكة الضغط فقط. وقد مكن هذا الاكتشاف العلماء من التحقيق في سلوك هيكل الجناح، والذي تم تقليده بواسطة النموذج الهيكلي للجناح. لذا صرح أكبر زاده: أخيرًا ، أظهرنا أن هذا النهج يمكن أن يؤدي إلى توفير هياكل أجنحة أكثر كفاءة ضد الانحناء خارج الطائرة. لقد قسمت هذه المجموعة هندسة الجناح إلى شبكة الأوعية الدموية الداخلية والحواف الخارجية، ومن خلال القيام بذلك أوضحوا كيف يمكن أن تتأثر الهياكل الداخلية لأجنحة اليعسوب بالمكونات الأخرى.