Бионические конструкции
Многие фабрики и заводы имеют высокие дымоходы – так называемые заводские трубы. Их конструкция определилась не сразу. Потребовались многие годы поисков и ошибок, пока строители научились создавать такие сооружения, которые наилучшим образом противостоят порывам ветра, обеспечивают- максимальную прочность при минимальном расходе металла. И только в последние годы ученые обратили внимание на то, что в конечном итоге люди при сооружении заводских труб пришли к тем решениям, которые давно известны в растительном мире планеты. Сейчас нас поражает сходство распределения сечений и материала в заводской трубе и некоторых видах тростника, сходство в принципах армирования стенок трубы и стебля. Одна из целей бионики и состоит в том, чтобы ускорить процесс поиска оптимальных конструкций, обратив внимание конструкторов в самом начале проектирования на некоторые аналоги, наблюдаемые в живой природе.
Сейчас известно много запоздалых бионических открытий. Обнаружено, что знаменитая Эйфелева башня в Париже имеет конструкцию, подобную берцовой кости человека. Распределение материалов в берцовой кости обеспечивает высокую прочность несущей части тела при довольно экономичном расходе материала. К этому же довольно часто стремятся при сооружении мачт, высоких опор, труб и др. Возможно, что очень часто люди, сталкиваясь с новой для них задачей, находили решение, не отдавая себе отчета в том, что оно. подсказано живой природой.
В других случаях это проступало в явном виде, но никого не интересовали «бионические» принципы конструкции, и это никак не обсуждалось. В наши дни, когда бионика становится общепризнанным подходом к решению задач, бионические принципы конструирования не только привлекли внимание конструкторов, но благодаря определенным успехам уже получили некоторое признание. Приведем несколько примеров.
Существующие транспортные средства предполагают наличие дороги – грунтовой, шоссейной, рельсовой – и полное отсутствие даже незначительных преград. Человек же, как и многие животные, прекрасно обходится без специальных покрытий грунта и легко перешагивает через рытвины, камни и т. п. В этом смысле ноги являются идеальным конструктивным решением механизма перемещения по пересеченной местности. Надо сказать, что первые попытки создания шагающих конструкций относятся еще к прошлым столетиям, хотя в те годы существенных успехов достигнуто не было. Сейчас этот вопрос волнует зарубежных конструкторов машин в связи с перспективой освоения других планет и поверхности Луны, где первые экспедиции должны будут решать практически задачу транспортировки грузов, а до строительства дорог дело дойдет не скоро. Использование же летательных аппаратов затруднено отсутствием атмосферы (на Луне) или высокой плотностью воздуха (на Венере и некоторых других планетах). В связи с этим многими зарубежными фирмами ведутся работы по созданию шагающих конструкций. В программах этих работ большое внимание уделяется изучению структурных и функциональных особенностей ног человека и животных.
С проблемой перемещения по рыхлому снегу люди столкнулись в таких районах нашей планеты, как Крайний Север и Антарктида. Наблюдая за коренными обитателями Антарктиды – пингвинами, инженеры пришли к принципиально новому для техники решению. Конструктор А. Ф. Николаев заметил, что эти птицы, утратившие способность летать, приспособились к быстрому перемещению по поверхности рыхлого снега следующим образом: лежа на брюхе, пингвины отталкиваются короткими и сильными крыльями – ластами от снега, как лыжники отталкиваются палками. Это позволяет им развить скорость до 25 км/ч. По такому принципу и были созданы снегоходные машины типа «Пингвин». Машина имеет широкое днище, а поступательное движение вперед обеспечивается за счет отталкивания боковыми плицами от снега.
Заимствование принципа, как почти всегда в бионике, не является абсолютно точным. И габариты машины много больше, чем у ее биологического прообраза, и мощность, и конструкция толкающей части несколько иные. Таким образом, конструкторы пошли дальше, обеспечив своему «Пингвину» скорость перемещения до 50 км/ч и некоторые другие возможности, диктуемые поставленными требованиями. Но факт бионического заимствования основного принципа конструктивного решения сам по себе интересен.
Извините, комментирование закрыто.