. HAIFISCHHAUT KÖNNTE DIE GEHEIMNISSE EFFIZIENTERER FLUGZEUGE UND WINDKRAFTANLAGEN TRAGEN - TECHNOLOGIE

Haifischhaut könnte die Geheimnisse effizienterer Flugzeuge und Windkraftanlagen tragen

großer weißer Hai
CC BY 2.0 Elias Levy

Forscher haben lange nach Inspirationen für Verbesserungen in der Fluiddynamik beim Hai gesucht. Die Tiere durchstreifen seit 400 Millionen Jahren die Meere und haben ihre sehr effizienten Bewegungen, um dies zu demonstrieren.

In früheren Studien haben Wissenschaftler nach Möglichkeiten gesucht, den Luftwiderstand in Flugzeugen durch Haifischhaut zu verringern. Diese neuesten Forschungen von Biologen und Ingenieuren der Harvard University und der University of South Carolina konzentrieren sich jedoch darauf, wie die Eigenschaften der Haifischhaut den Auftrieb verbessern können. Diese Informationen könnten die Effizienz von Flugzeugen, Drohnen und Windkraftanlagen verbessern.

Die Grundlage für diese Forschung sind Dentikel, winzige Schuppen mit drei erhabenen Kämmen, die wie ein Dreizack verschiedene Körperteile eines Hais bedecken und sich je nach Standort in Form und Größe unterscheiden. Es hat sich gezeigt, dass diese Strukturen den Auftrieb erhöhen und den Luftwiderstand verringern, wenn ein Hai schwimmt, und den Tragflügeln die gleichen Vorteile verleihen können - den aerodynamischen Querschnitt eines Flugzeugflügels (oder eines Windturbinenblatts). Haifischzähne

© Harvard University

Die Forscher untersuchten eine bestimmte Haiart - den Kurzflossen-Mako - der als der schnellste lebende Hai bekannt ist. Sie führten Mikro-CT-Scans der Haut durch, erstellten dann 3D-Modelle der Dentikel und druckten sie auf ein Tragflügelprofil. Anschließend testeten sie das Tragflächenprofil in einem Wasserflusstank unter Verwendung von 20 verschiedenen Konfigurationen der Strukturen.

Die Tests zeigten, dass die Formen das Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand signifikant verbesserten - um bis zu 323 Prozent - im Vergleich zu einem Schaufelblatt ohne die Zahnfleischkonstruktionen, das als leistungsstarke, aber flache Wirbelgeneratoren fungierte.

Diese Entdeckung könnte zu wesentlich sparsameren Flugzeugen und Windkraftanlagen führen, die mehr Strom erzeugen können, ohne die Blattgröße zu erhöhen.