Studierea pielii marelui rechin alb ar putea ajuta la reducerea rezistenței la aeronave

The marele rechin alb (Carcharodon carcharias) este un vânător iute și puternic, capabil să atingă viteze de până la 6,7 ​​m/s atunci când depășește, deși preferă să înoate la viteze mai mici pentru migrare și în așteptarea pradei. O echipă de cercetători japonezi a studiat structura pielii albului mare pentru a afla mai multe despre modul în care aceste creaturi se adaptează atât de bine la o gamă largă de viteze. Descoperirile lor ar putea duce la avioane și bărci mai eficiente, cu rezistență mult redusă, potrivit a lucrare recentă publicat în Journal of the Royal Society Interface.

Ca raportate anteriororicine a atins un rechin știe că pielea se simte netedă dacă mângâi de la nas la coadă. Întoarceți direcția, totuși, și se simte ca șmirghel. Acest lucru se datorează unor solzi mici translucide, de aproximativ 0,2 milimetri în dimensiune, numit „denticuli” (deoarece seamănă puternic cu dinții) pe tot corpul rechinului, concentrat în special în flancurile și înotătoarele animalului. Este ca o armură pentru rechini și servește și ca mijloc de reducere a rezistenței în apă în timpul înotului.

Dragul de presiune este rezultatul separarea fluxului în jurul unui obiect, cum ar fi un avion sau corpul unui rechin mako în timp ce se mișcă prin apă; mărimea rezistenței la presiune este determinată de forma obiectului. Este ceea ce se întâmplă atunci când fluxul de fluid se separă de suprafața unui obiect, formând vârtejuri și vârtejuri care împiedică mișcarea obiectului. Deoarece corpul rechinului se ondula în mod constant în timp ce înoată, are nevoie de ceva care să ajute să mențină fluxul atașat în jurul acelui corp pentru a reduce această rezistență. Denticulii servesc acestui scop.

Există, de asemenea, forța de frecare care rezultă din forța de forfecare dintre mediul fluid și suprafața unui obiect în mișcare. Practic, atunci când un obiect se mișcă printr-un fluid, cum ar fi aerul sau apa, fluidul cel mai apropiat de suprafața obiectului – cunoscut sub numele de strat limită – este târât împreună cu el, exercitând o forță asupra obiectului opus direcției de mișcare. Cu cât distanța de la suprafață este mai mare, cu atât viteza de curgere este mai mare.

De exemplu, rechinii mako pot înota cu o viteză de până la 70 până la 80 mph, câștigându-le supranumele „ghepardii oceanului”. În 2019, oamenii de știință de la Universitatea din Alabama au determinat un factor major în modul în care rechinii mako se pot mișca atât de repede: unicul structura pielii lorîn special denticulele din jurul regiunilor flancurilor și aripioarelor corpului lor. Rechinii Mako au evoluat pe unii dintre solzii lor un aspect pasiv „încrețit” pentru a înota mai repede. În apropierea regiunilor precum nasul, solzii nu sunt deosebit de flexibili, mai degrabă ca molarii încorporați în piele. Dar lângă flancuri și aripioare, solzii sunt mult mai flexibili.

Acest lucru are un efect profund asupra gradului de presiune pe care îl întâlnește rechinul mako în timp ce înoată. Deniculele rechinului mako se pot flexa la unghiuri de peste 40 de grade față de corpul său, dar numai în direcția inversării fluxului (adică de la coadă la nas). Aceasta controlează gradul de separare a fluxului, similar cu gropițele de pe o minge de golf. Gropițele, sau solzii în cazul rechinului mako, ajută la menținerea fluxului atașat în jurul corpului, reducând dimensiunea trezirii.