Новый гребной винт, созданный Институтом технологии материалов и инженерии Нинбо (NIMTE), покрытый кожей, имитирующей кожу дельфина, обещает значительно снизить расход топлива и выбросы на больших грузовых судах.
Более века ученые и инженеры рассматривали дельфинов как модель для создания быстрых и маневренных плавсредств. В конце концов, когда у вас есть животное, которое может так легко скользить по воде и прыгать в воздух, как будто ему все равно, в какой среде оно находится, это довольно хорошая мишень для подражания.
Проблема в том, что дельфин не должен уметь так плавать. Сопротивление слишком велико, а мышцы дельфина примерно такие же сильные, как у человека-спортсмена, поэтому животное не должно быть в состоянии достичь той скорости, которую оно имеет. Вплоть до Второй мировой войны это был знаменитый парадокс, известный как «Парадокс Грея».
Потом инженеры начали замечать некоторые вещи. Например, если вы наблюдаете, как тюлени и дельфины плавают вместе в фосфоресцирующем ночном море, освещенные пылинки планктона движутся вокруг тюленей в бурном хаосе, в то время как они скользят по дельфинам по прямым линиям. Всему виной замечательная кожа дельфина.
Проще говоря, кожа дельфина имеет гибкую микроструктуру, которая в сочетании с выделениями слизи способна изменяться, когда Флиппер плавает с разной скоростью. На высоких скоростях кожа создает очень тонкий слой турбулентности. Этот слой почти не имеет трения, позволяя воде вокруг дельфина просто скользить по нему в так называемом ламинарном потоке.
Сегодня ламинарный поток используется как в гидроциклах, так и в самолетах как средство уменьшения сопротивления и увеличения скорости. Теперь NIMTE применяет этот принцип к судовым гребным винтам. Его «бионическая кожа дельфина» наносится на обычный пропеллер и не совсем похожа на кожу дельфина, которая гораздо сложнее. Вместо этого покрытие состоит из жидкоподобных динамических межфазных материалов и гибкой микроструктуры размером от 0,1 до 0,2 мм. Это снижает силу сдвига при контакте с водой и повышает эффективность гребного винта.
Сотрудничая с COSCO SHIPPING Energy Transportation, компания NIMTE провела испытания гребных винтов с бионической обшивкой на очень большом танкере для сырой нефти (VLCC) тоннажем 300 000 тонн. .
В испытательных рейсах продолжительностью более 200 дней, охватывающих более 35 000 морских миль (40 000 миль, 65 000 км) между прибрежными портами Китая и крупными портами Ближнего Востока, гребные винты позволили перевозчику сырой нефти сэкономить 2% расхода топлива. . По оценкам исследователей, размещение бионической кожи дельфина на пропеллере обойдется в 20 000 долларов США, что позволит сэкономить более 140 000 долларов в год и сократить выбросы CO2 более чем на 900 тонн.
