لماذا تهتم وزارة الدفاع الأمريكية بالتيروصورات، الزواحف المجنحة التي حكمت السماء منذ 288 إلى 66 مليون سنة؟
ويدرس عالم الحفريات مايكل حبيب الميكانيكا الحيوية للتيروصورات، التي يبلغ وزن أكبرها حوالي 250 كيلوغراما ويبلغ طول جناحيها حوالي 10 أمتار، وكانت مماثلة في الحجم للطائرات المقاتلة الحديثة. كانت هذه أكبر الحيوانات الطائرة التي عاشت على الإطلاق، وكان تشريحها مختلفًا عن تشريح الطيور أو الخفافيش. وهذا يجعلها نماذج فريدة لميكانيكا الطيران، وخاصة الطائرات الكبيرة.
لفهم كيفية طيران التيروصورات، جمع حبيب مبادئ الفيزياء وتشريح الفقاريات مع بيانات من الحفريات. ويأمل أن تتمكن وكالة ناسا أو وزارة الدفاع الأمريكية من خلال هذه المعرفة من تصميم طائرة ذات نهج جديد، كما فعلت بالفعل في بعض الحالات. وبالمعنى المجرد، قام حبيب بإحياء هذه الحيوانات. فيما يلي بعض التطبيقات المستوحاة من التيروصورات.
روبوتات تحلق في سماء المريخ
يتعين على المركبات الفضائية التقليدية أن تطير بسرعة كبيرة لتبقى فوق الأرض في الغلاف الجوي الرقيق للمريخ، لذلك لا يمكن أن تكون بمثابة حل عملي لإجراء مسح تفصيلي للسطح هناك. قد يكون أحد الحلول الممكنة هو روبوت يطير مثل التيروصور: بأجنحة تنبض بسرعة كبيرة وجسم بطيء نسبيًا. يطير النحل والطيور الطنانة أيضًا بهذه الطريقة، وقد أنشأت وكالة ناسا نماذج روبوتية تعتمد على الميكانيكا الحيوية لمثل هذه "المنشورات المرفرفة".
أجنحة متغيرة الشكل
كان لكل جناح من التيروصورات إصبع واحد مدبب يصل طوله إلى 2.5 متر في أكبر الأنواع. عندما طارت التيروصورات، كانت هذه الأصابع تنحني عندما يتم دفع الجناح إلى الأسفل، ثم تستقيم في ردة فعل سريعة عندما يرتفع الجناح. هذه العودة التلقائية إلى التوازن وفرت التيروصورات الكثير من الطاقة أثناء الرفرفة. ووفقا لحبيب، فإن علماء الروبوتات في القوات الجوية الأمريكية مهتمون بأجنحة متغيرة الشكل يمكن استخدامها في الطائرات وكذلك في المظلات، والتي هي في النهاية أجنحة محدبة للغاية.
أنظمة الإقلاع السريع
لم تكن التيروصورات العملاقة، على عكس طائرات اليوم، بحاجة إلى مدرج. لقد كانوا خبراء في الإقلاع العمودي، وهي عملية لا تستطيع طائرات اليوم القيام بها، أو أنها غير فعالة على الإطلاق. نظرًا لأن الزواحف كانت لها عظام قاسية، ولكنها مجوفة وخفيفة، فقد كانت قادرة على استخدام أطرافها الأربعة، كلا الساقين والأجنحة، للدفع بقوة على الأرض. وهكذا تمكنوا من القفز في الهواء، وحققوا سرعة عالية في مسافة قصيرة. ويتفاوض حبيب حاليًا مع وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA) للحصول على منحة لتصميم طائرة ذات خصائص فيزيائية مماثلة وطريقة إقلاع رباعية الأرجل، والتي سيتمكن الطيارون من خلالها من الإقلاع عموديًا بسرعة وبسرعة. استهلاك قليل للوقود.
الخيام التي لا تنقلب
أثناء الطيران، ظلت أجنحة التيروصورات ممتدة على طولها بالكامل. كانت مصنوعة من غشاء ذو ألياف طويلة وسميكة، متشابكة مع ألياف أصغر تتحكم في درجة رفرفة الجناح. تحركت كل ألياف بمفردها عند ضغط هواء مرتفع، لكن أبعادها المختلفة جعلتها تتأرجح بترددات متعاكسة أدت في النهاية إلى إلغاء بعضها البعض، وبالتالي ظل الجناح بأكمله مستقرًا. تواصل حبيب مع مصنعي الخيام وعرض عليهم تصميمًا يستخدم نفس المبدأ الفيزيائي لتقليل الرفرفة المزعجة وتحسين ثبات الخيمة في الرياح القوية.
تعليقات 5
هرتزل
بخصوص طائرة نقل (طائرات مقاتلة على كل حال بالخارج
إلى الملعب بسبب قلة السرعة..) ربما تكون على حق،
لكن على حد علمي لا يوجد سبب مادي وراء استخدام الطائرات بدون طيار
وحتى الطائرات الكبيرة نسبيًا (أو حتى الطائرات الخفيفة جدًا، كلها
لم يتم استبعاد الاحتمال بعد بشكل مؤكد بسبب التسارع) لن يتمكنوا من ذلك
انطلق مثل التيروصورات.
نسيم على حق
بعد تطوير الأقلام، اشترى الروس عددًا كبيرًا من هذه الأقلام من الأمريكيين.
كفى إدامة هذا الهراء.
يريد عالم الحفريات حبيب أن يبني طائرة ذات طريقة إقلاع بأربعة أرجل - وهو أمر وهمي بعض الشيء.
1. يجب أن يكون التسارع عند الإقلاع كبيرا لدرجة أن الطيار يكسر المفصل.
2. يجب أن تكون الأرجل طويلة جدًا، ولن تتمكن الطائرة من حمل وزنها.
3. لن تتمتع الطائرة بالسرعة الأمامية الكافية لخلق قوة رفع على أجنحتها، لذا ستسقط على الفور.
4. ميزة واحدة كبيرة - سيحصل حبيب على جائزة Ig-Nobel.
وبالمناسبة - نسيم على حق. اشترت ناسا الأقلام من شركة FISHER PEN بسعر 2.95 دولار للواحدة. يمكن لأي شخص شراء قلم مماثل اليوم كتذكار. لكن اتضح أن الشركة نفسها استثمرت الكثير من أموالها في التطوير.
نوستراداموس
قصة القلم والرصاص ليست حقيقية.
الأفكار الواردة في المقال لها العديد من الاستخدامات التي ربما لا تكون بالونات الهيليوم مناسبة لها.
استثمر الأمريكيون ملايين الدولارات في تطوير قلم يكتب في الفضاء، أما الروس فاستخدموا قلم الرصاص.
لماذا لا تستخدم بالونات الهيليوم بمحرك أو المناطيد التي تحتوي على الهيليوم؟ لماذا تعقيد ما ليس هناك حاجة إليه والإنفاق على ما ليس هناك حاجة إليه بدلاً من ما هو مطلوب وإبعاد الأبحاث المهمة.