Aspen yarpaqları Mars gəzənlərini necə xilas edə bilər?

Arxa planda nazik, ağ aspen gövdələri olan düz, ürək formalı aspen yarpaqları.

Yarpaqları və gövdəsi titrəyən aspen -Populus tremuloidlər- vasitəsiləVəhşi bağ.


İnsan problemlərini həll etmək üçün təbiətdən istifadə texnikasına deyilirbiomimikriya. İngiltərənin Coventry şəhərindəki Warwick Universitetinin tədqiqatçıları bu həftə (18 Mart 2019) bu texnikanı istifadə etdiklərini söylədi - titrəyən aspen ağaclarının yarpaqlarının bənzərsiz hərəkətindən ilham alaraq (Populus tremuloidlər)-düşmən mühitlərdə hava sensorlarını gücləndirə biləcək bir enerji yığma mexanizmi hazırlamaq. Mexanizmin gələcək Mars gəmilərinin həyatını xilas edə və ömrünü uzada biləcək ehtiyat enerji təchizatına da xidmət edə biləcəyini söylədilər.

Bu, hazırda itkin düşdükdən sonra xüsusilə maraqlıdırMars gəzən fürsətGünəş enerjisi təchizatı keçən yay böyük bir Mars toz fırtınasına uğradı.


Heç vaxt aspen meşəsində olmamısınızsa, bir şeyi qaçırdınız. Bu ağacların yarpaqları - adlanırQuakiesABŞ -ın cənub -qərbinin bəzi yerlərində - ən kiçik külək əsir. Bir çox insan onları tapırsakitvə əlbəttə ki, özünəməxsus gözəldirlər.

Bu mühəndis tədqiqatçıları aspen yarpaqlarında başqa bir şey gördülər. Aşağı küləkdə bir aspen yarpağı titrəyişini yaradan əsas mexanizmlərin, 'səmərəli və təsirli' dedikləri kimi, elektrik enerjisi yarada biləcəyini tapdılar. Küləyin yaratdığı hərəkəti istismar edən yarpaq üzərində qurulmuş bir cihaz hazırladılar. Onların işinəşr olundudaxilindəTətbiqi Fizika Məktubları, olannəzərdən keçirildiçoxsaylı redaktorlar və təcrübəli hakimlər tərəfindən.

Warwick UniversitetiSam Tucker Harvey- fəlsəfə doktoru mühəndislik namizədi - kağız üzərində aparıcı müəllifdir. Dedi:

Bu mexanizmin ən cəlbedici tərəfi, həddindən artıq soyuq, istilik, toz və ya qum olan mühitlərdə işini dayandıra bilən rulmanlardan istifadə etmədən mexaniki enerji istehsal etmə vasitəsidir. Yarana biləcək potensial gücün miqdarı kiçik olsa da, simsiz sensor şəbəkələrindəki kimi muxtar elektrik cihazlarını gücləndirmək kifayət edər. Bu şəbəkələr uzaq və ekstremal mühitlərdə avtomatik hava algılamasını təmin etmək kimi tətbiqlər üçün istifadə edilə bilər.




Mühəndislik professorlarıPetr Denissenkoİqor A. Xovanov, hər ikisi Warwick Universiteti, yeni sənədin həmmüəllifləridir. Denissenko, gələcək bir tətbiqin gələcək Mars enənləri və gəzənləri üçün ehtiyat enerji təchizatı ola biləcəyini qeyd etdi. Dedi:

Mars gəzən Opportunity-in performansı dizaynerlərinin ən dəhşətli xəyallarını çox üstələdi, amma hətta çox işləyən günəş panelləri, ehtimal ki, planetar miqyaslı toz fırtınası ilə dəf edildi. Gələcək roverləri bu texnologiyaya əsaslanan ehtiyat mexaniki enerji yığma qurğusu ilə təchiz edə bilsək, gələcək nəsil Mars gəzənlərin və enənlərin həyatını daha da artıra bilər.

TObəyanatbu elm adamlarından izah etdi:

Aspen yarpaqlarının aşağı küləkli, lakin böyük amplitüdlü titrəyişinin açarı yalnız yarpağın forması deyil, daha da önəmlisi, gövdənin təsirli düz forması ilə bağlıdır.


Warwick Universitetinin tədqiqatçıları yarpağın mexaniki ekvivalentini ortaya çıxarmaq üçün riyazi modelləşdirmədən istifadə etdilər. Daha sonra Aspen yarpağının düz gövdəsi kimi bir konsol şüası olan cihazı və əsas yarpaq kimi hərəkət edən dairəvi qövs kəsikli əyri bıçaq uclu bir cihazı sınamaq üçün aşağı sürətli bir külək tuneli istifadə etdilər.

Bıçaq daha sonra axın istiqamətinə dik olaraq yönəldilmişdir ki, bu da biçinçinin aspen yarpağı kimi qeyri-xarakterik olaraq aşağı külək sürətlərində öz-özünə dayanıqlı salınımlar yaratmasına imkan verir. Testlər göstərdi ki, bıçaq sürəti kifayət qədər yüksək olduqda hava axını bıçağın arxa tərəfinə yapışır və bu səbəbdən külək enerjisi yığımı kontekstində öyrənilən blöf cisimlərindən daha çox aerofoilə bənzəyir.

Təbiətdə bir yarpağın titrəmə meyli də nazik gövdənin küləkdə iki fərqli istiqamətdə bükülmə meyli ilə artır. Bununla birlikdə, modelləşdirmə və sınaqdan keçirən tədqiqatçılar, mexaniki modellərində əlavə bir hərəkət dərəcəsinin əlavə mürəkkəbliyini təkrarlamağa ehtiyac olmadığını aşkar etdilər. Düz gövdənin əsas xüsusiyyətlərini bir konsol şüasında və əyri bıçaq ucunda əsas yarpaq kimi hərəkət edən dairəvi bir qövs kəsiyində təkrarlamaq güc yığmaq üçün kifayət qədər mexaniki hərəkət yaratmaq üçün kifayət idi.

Tədqiqatçılar, bundan sonra hansı mexaniki hərəkətə əsaslanan enerji istehsal edən texnologiyaların bu cihazı ən yaxşı şəkildə istifadə edə biləcəyini və cihazın seriallarda ən yaxşı şəkildə necə yerləşdirilə biləcəyini araşdıracaqlarını söylədilər.


Aspen yarpaqlarının necə titrədiyini öyrənmək istəyirsiniz? Və onların xarakterik səs -küyünə qulaq asırsınız? Bu videoya baxın:

Aşağı xətt: Aspen yarpaqları ən kiçik küləkdə özünəməxsus titrəyişləri ilə tanınır. Onların hərəkəti, Warwick Universitetinin tədqiqatçılarını hava sensorlar üçün yeni bir enerji yığma mexanizmi hazırlamağa ilhamlandırdı ki, bu da gələcək Mars gəzənləri üçün ehtiyat enerji təchizatıdır.

Mənbə: Axın bağlanması olan bir sürətlə hərəkət edən enerji yığan maşın

Warwick Universiteti vasitəsilə