В следующий раз, когда вы посмотрите вниз и увидите целлюлит на бедрах, не отчаивайтесь:эти ямочки на самом деле могут сделать вас быстрее и аэродинамичнее.
Нет, мы не шутим. Как только вы узнаете об умных трансформируемых поверхностях, вы можете обнаружить, что ваш материальный творог — это то, что стоит отпраздновать. Вы также узнаете, что помятость вашего автомобиля во время града может быть полезна для экономии топлива — по крайней мере, в некоторых дорожных ситуациях. Однако, прежде чем радоваться вмятинам на машине или коже, нужно знать, как работают умные трансформируемые поверхности.
Умные трансформируемые поверхности, или smorphs, — это поверхности, которые изменяются в зависимости от условий вокруг них и внутри них. Твоя кожа похожа на сморфа. Если условия внутри вашей кожи меняются, например, если вы набираете вес, ваша кожа меняется вместе с этим. Например, начните слишком сильно давить на Doritos, и ваш живот вырастет. Хорошая новость заключается в том, что, в отличие от джинсов, ваша кожа будет расти вместе с ними. Если вы когда-либо были беременны или видели живот беременной женщины, вы знаете, что ваша кожа может растягиваться и натягиваться на растущей части тела. Когда эта часть тела сжимается из-за рождения ребенка или обмена Doritos на морковные палочки, кожа обычно также сжимается.
Конечно, наша кожа не всегда идеально стягивается. После большой потери веса у нас может появиться дряблая кожа и растяжки. Однако кожа реагирует не только на условия внутри тела. Проведите слишком много времени в ванне, и вы получите морщинистые пальцы. Выйдите на улицу голым в холодный день, и у вас покроются мурашки по коже (а также штраф, так как публичная нагота запрещена законом в большинстве мест). Сморфы похожи на кожу в том смысле, что они не всегда гладкие и гладкие, и они могут реагировать на условия внутри и снаружи тела. В некоторых случаях ямочки на smorph могут улучшить аэродинамику и топливную экономичность автомобилей. Если бы только ваши растяжки могли сделать то же самое. Продолжайте читать, чтобы узнать, как автомобиль, которым вы будете управлять в будущем, может иметь меняющую форму кожу, которая в одну минуту становится неровной, а в другую — гладкой — и все это зависит от условий вождения.
Содержание
Отправляйтесь на тренировочную площадку в погожий день, и вы увидите вдохновение для использования smorphs на автомобилях. Мячи для гольфа с их ямчатой, морщинистой поверхностью помогли сообщить о некоторых работах, которые инженеры и другие исследователи проводят над сморфами, исследованиях, которые могут привести к появлению ямочек на коже и, следовательно, к улучшению экономии топлива для автомобилей.
Мячи для гольфа не всегда были намеренно помяты. Фактически, до середины 1800-х годов мячи для гольфа были гладкими и только во время игры покрывались вмятинами. В конце концов, попадание сотни или около того раз за раунд оставит на вас несколько вмятин и вмятин. Когда игроки в гольф начали замечать, что старые, помятые мячи летят дальше, они начали требовать таких же характеристик и от новых мячей для гольфа. А когда производители начали продавать мячи с вмятинами, на свет появился современный мяч для гольфа с ямочками.
Углубления на мяче для гольфа помогают ему двигаться дальше, потому что вмятины не позволяют воздуху «прилипать» к мячу. Вместо этого ямочки разрушают воздух, ближайший к мячу, когда он движется. Каждая ямочка образует небольшой мини-циклон вокруг мяча. Вместо того, чтобы выглядеть как гладкая сфера, по которой движется воздух, поверхность мяча в конечном итоге становится похожей на поездку на чайной чашке:сфера, путешествующая по воздуху, но с меньшими кругами закрученного воздуха вокруг нее. Это вращательное движение помогает воздуху двигаться вокруг мяча быстрее, что уменьшает сопротивление воздуха, с которым сталкивается мяч. Меньшее сопротивление ветру означает, что для перемещения мяча на заданное расстояние требуется меньше энергии.
На автомобиле меньшее сопротивление ветра означает, что для движения вперед по дороге требуется меньше энергии. Это приводит к лучшей экономии топлива или, если вы говорите об электромобилях, к меньшему разряду батареи. Однако пока не берите клюшку для гольфа с собой в машину. Ямки на автомобилях повышают эффективность только в определенных ситуациях. Вот тут-то и появляются сморфы.
Это всего лишь предположение, но есть вероятность, что большинство потребителей не захотят покупать автомобиль с предустановленными вмятинами, даже если это улучшит экономию топлива. Дело в том, что ямочки лишь в некоторых случаях уменьшают сопротивление ветру. В других ситуациях предпочтительнее гладкая кожа. Как и ваша собственная кожа, смарт-трансформируемая поверхность может приспосабливаться к окружающим условиям.
Думайте о smorphs как о воздушных шарах:когда вы надуваете воздушный шар, его поверхность становится гладкой и плотной. Однако, если объем воздуха внутри шара изменяется — скажем, из-за утечки или изменения температуры воздуха — поверхность шара становится мягкой и податливой. В случае со сморфами, которые, как надеются ученые, улучшат аэродинамику и топливную экономичность автомобилей, они станут морщинистыми. Эти морщины могут сильно помочь в создании более экономичных автомобилей.
Переход от гладкого к ямочному покрывает компонент «преобразования» интеллектуальных морфируемых поверхностей, но «умная» часть имени также является ключевым компонентом. Когда вам холодно, вам не нужно говорить своей коже:«пора покрыться мурашками». Он знает, что делать в зависимости от условий, с которыми сталкивается. Сморфы работают так же. Они реагируют на условия, с которыми сталкиваются, чтобы создать максимально аэродинамическую поверхность.
Исследователи из Массачусетского технологического института создали smorphs на основе силикона, которые реагируют на условия и уменьшают сопротивление воздуха, с которым они сталкиваются, становясь ямочками или гладкими. Чтобы сделать ямочки, исследователи разгерметизируют внутреннее пространство сморфа. Сморф реагирует на изменение внутреннего объема, как кожа человека, который внезапно потерял свой пивной живот, образуя узор из морщин и ямочек. Когда внутренний объем увеличивается, сморф сглаживается.
В автомобиле датчики, компьютер и программное обеспечение могут быть подключены к внешней обшивке автомобиля, проверяя измерения сопротивления и корректируя характеристики обшивки по мере необходимости, чтобы уменьшить сопротивление и улучшить экономию топлива.
В отличие от мячика для гольфа или бедер моей тети Мэйбл (оба бедра все время в ямочках), сморф может быть гладким или морщинистым, в зависимости от объема материала внутри него. Мяч для гольфа не нуждается в этом, потому что он редко достигает скорости, при которой его ямочки перестают улучшать его аэродинамику. С другой стороны, автомобили могут двигаться намного быстрее, чем мячи для гольфа. На высоких скоростях ямки фактически увеличивают сопротивление ветру. И именно поэтому мы советовали вам воздержаться от добавления собственных ямочек на вашу машину. Когда вы выедете на автостраду, эти самодельные вмятины начнут вас замедлять.
Исследователи считают, что smorphs позволит внешнему виду автомобиля приспосабливаться, чтобы свести к минимуму лобовое сопротивление и максимизировать аэродинамику в зависимости от условий. Если машина движется относительно медленно, сморф может выявить ямочки и уменьшить как сопротивление, так и количество энергии, необходимой машине для движения. Когда машина едет быстрее, сморф может сглаживаться, позволяя машине скользить по воздуху. Датчики снаружи автомобиля считывают сопротивление ветра и при необходимости регулируют обшивку автомобиля.
Современные автомобили спроектированы так, чтобы быть настолько аэродинамическими, насколько это возможно в большинстве ситуаций. Но то, что автомобиль выигрывает в общей аэродинамике, он теряет в аэродинамике для конкретных ситуаций. Автомобиль со скином smorph мог постоянно меняться, чтобы стать максимально эффективным, независимо от условий.
До автомобилей с умными трансформируемыми поверхностями еще далеко, но сморфы открывают некоторые захватывающие возможности не только для автомобильного дизайна, но и для аэрокосмической техники и даже для строительных материалов. Например, здание с изменяемой поверхностью может лучше противостоять сильному ветру, чем здание, построенное из традиционных материалов.
Аккуратно, да? А вы думали, что ваш целлюлит вам ни к чему.
Когда вы думаете о том, как улучшить экономию топлива для автомобилей, большинство людей сосредотачиваются на технологии, которая на самом деле приводит автомобиль в движение — или на том, что его подпитывает. Только недавно, с использованием таких материалов, как алюминий и углеродное волокно, в автомобилях массового производства, мы начали задаваться вопросом, могут ли материалы, которые мы используем для создания автомобилей, способствовать повышению эффективности. Когда большинство людей представляют себе автомобиль будущего, они представляют супергладкий автомобиль, рассекающий трафик. Меняющий форму автомобиль с ямочками на коже, возможно, не имеет такого же ощущения или внешнего вида в стиле Трона, но это, безусловно, заставляет меня чувствовать себя лучше из-за вмятины, которую я оставил на своем крыле, пытаясь параллельно припарковаться на прошлой неделе.
Как работает автомобильная оклейка?
Как работает защита от ржавчины?
Как работают автомобили
Как работают спортивные автомобили
Как работают автомобили