Hajskæl skal give os bedre fly, droner og vindmøller

Amerikanske forskere finder nyt potentiale i huden på superhurtig haj.

Makrelhajen er verdens hurtigste haj med en topart på næsten 70 kilometer i timen. (© WikiMedia Commons)

Det lyder måske mærkeligt, men verdens hurtigste haj kan faktisk hjælpe ingeniører med at skabe bedre flyvemaskiner.

At kunne bevæge sig igennem luft og kunne bevæge sig gennem vand kræver nemlig begge dele en strømlinet form. Det hjælper med at holde kroppen - eller maskinen – oppe, men reducerer samtidigt modstanden fra vandet eller luften.

Nu kan flyvemaskinen få hjælp til at holde sig luften – ved hjælp af et trick fundet i hajens hud.

- Huden på en haj er dækket af tusindvis af små skæl i forskellig form og størrelse, forklarer George Lauder, der er professor på Harvard Universitet og forfatter til en videnskabelig artikel i Royal Society Interface, der beskriver de nye opdagelser.

- Vi ved en masse om formen og strukturen på disse skæl, men der har længe været debat om funktionen, fortæller han.

Hajers skæl kaldes også hudtænder, og er anderledes end skæl hos de fleste andre fisk.

Samme princip i luft og vand

At hajskinds ru overflade kan hjælpe ingeniører med at forbedre aerodynamik har været kendt i årevis. Men indtil nu har det meste af forskningen i disse skæl fokuseret på, hvordan de hjælper hajerne med at svømme hurtigere.

Når et fast objekt – som for eksempel en haj – bevæger sig igennem en væske, vil vandets modstandskraft nemlig sænke farten hos hajen, ligesom luftmodstanden kan reducere farten på et fly i luften.

Indtil nu har forskerne formodet at hajens skæl formindskede denne modstandskraft – men har haft svært ved at forklare hvordan.

Det viser sig dog, at skællene også skaber særlige hvirvler i vandet omkring hajen.

Forskerne fra Harvard og University of South Carolina spurgte derfor sig selv, om skællene, i stedet for at reducere modstanden, måske hjælper hajen med at generere opdrift.

For at blive klogere på fænomenet, kiggede forskerne nærmere på skæl fra verdens hurtigste haj, makrelhajen.

Hurtige haj-skæl kan løfte flyvemaskiner op

Makrelhajens skæl har en trefork-lignende form med tre forhøjninger, og ved hjælp af skanninger skabte forskerne i samarbejde med et hold ingeniører en 3D-model af skællene på en computer.

Derefter printede de en model af en vinge fra en flyvemaskine med en overflade bestående af de små skæl-modeller, således at vingens overflade efterlignede hajens hud. Forsøg i en vandtank viste, at skællene reducerede effekten af vandets modstandskraft, men at de i høj grad også forøgede vingens opdrift.

Ideen med at forøge farten ved bevidst at skabe hvirvler er ikke ny. Teknikken bruges allerede på for eksempel biler. Her hjælper små, finne-lignende bump på bagenden af bilens tag med at skabe hvirvler i luften, der hjælper bilen fremad. Disse små bump kaldes de hvirvel-generatorer.

Hajskællenes indbyggede hvirvel-generator er dog langt mere effektiv end de menneskeskabte af slagsen, mener forskerne:

- Dette design har potentialet til at udkonkurrere traditionelle hvirvelgeneratorer, mener August Dommel, der er Ph.d.-studerende ved Harvard og en af forfatterne på projektet.

Forskerne bag projektet håber at den nye viden fra eksperimenterne kan bruges i udviklingen af mere effektive droner, fly og vindmøller.

Facebook
Twitter
Emner: