Ковер-самолет в теории: Вибрации полета
Возможно, вдохновляясь историями «Тысячи и одной ночи», группа гарвардских математиков во главе с Лакшминараяном Махадеваном (Lakshminarayanan Mahadevan) изучили аэродинамические свойства гибкой волнистой поверхности. Они установили, что теоретически такое устройство способно оставаться в воздухе.
Конечно, ничего общего со сказочными коврами исследование не имеет. Да и размеры исследованной поверхности (10 см в длину и 0,1 мм толщиной) не тянут даже на коврик. По расчетам команды Махадевана, для полета такая поверхность должна вибрировать с частотой около 10 Гц и амплитудой около 0,25 мм, что для его размеров — вполне заметная величина.
Ученые указывают, что полет и более крупных «ковров» законы физики никак не запрещают. Впрочем, тут же добавляют, что, «такой полет останется в области магии, мистики и виртуальной реальности», поскольку для обеспечения подобного устройства достаточной энергией для вибраций понадобится колоссальный двигатель.
Ключ к полету — именно вибрации, создающие волны, которые пробегают по «ковру», позволяя ему отталкиваться от среды. Если при этом он будет располагаться достаточно близко к горизонтальной поверхности (как листок фольги у пола), эти движения будут создавать в промежутке между ними достаточно высокое давление, чтобы оставаться на лету. А волнообразные движения создадут поток, обеспечивающий необходимый баланс.
Волнообразные движения и позволят двигаться вперед, что, конечно, обязательно для любого ковра-самолета. «Продвигаясь от одного края поверхности к другому, — поясняет Махадеван, — они позволяют фольге понемногу смещаться в сторону того ее края, который расположен чуть выше другого». Правда, чтобы набрать заметную скорость, «ковер» должен создавать волны, достаточно большие в сравнении со своими размерами, что сделает полет на нем делом крайне непростым.
Но все же, возможно ли создание таких «ковров-самолетов»? Интересно, что для некоторых «умных» полимеров, помещенных в жидкость, показано появление спонтанных волнообразных движений. Можно использовать и те полимеры, которые способны расширяться или сжиматься в ответ на внешний сигнал. В любом случае, для полета в воздухе потребуется либо очень малый вес аппарата, либо очень мощные двигатели. Пока ни то, ни другое невозможно. И вряд ли когда-нибудь эти теоретические раскладки воплотятся в реальность (разве что в виртуальную) — но исследование, безусловно, оригинальное и даже обаятельное.
Возможно, это исследование заинтересует организаторов ИгНобелевской премии — награды, которая вручается за «исследования, которые вызывают смех, а затем заставляют задуматься». Читайте заодно про лауреатов этой веселой научной премии за 2007 год: «Кто остался со "Шнобелем"».
По информации Nature