Uszonyok hajthatják meg a jövő hajóit

A hajók energiatakarékosabb meghajtására megoldást keresve német kutatók a természethez fordultak: a vízben évmilliók óta hatékonyan mozgó halakhoz. A bonni egyetem zoológusai pisztrángok mozgását elemezték, darmstadti kollégáik pedig robothalat konstruáltak, hogy utánozzák mozgásukat.

Az áramlási csatornában úszó pisztrángok mozgáskoordinátáit a bonni Horst Bleckmann és kollégái háromdimenziós számítógépes modellel ábrázolták. A Die Welt című német lap internetes kiadása szerint bámulatos megfigyelésekre tettek szert - a halak megdöbbentően kevés energiát használtak fel izmaik működtetéséhez a szabályosan hullámzó áramlatban. Amikor akadályt tettek be, még jobban meglepődtek: a pisztrángok a keletkező örvényeket olyan optimálisan használták ki, hogy akár 95 százaléknyi mozgási energiát is megtakarítottak ezzel.

Bernard Köhler biológus és Britta Abé mérnök-fizikus, a darmstadti műszaki egyetem kutatói a Smoky nevű halrobot létrehozásánál a halak természetes mozgását próbálták lemásolni. A robot fele és közepe alig mozog, míg farokuszonya intenzíven csapdos. A robot végső célja, hogy utódjai majd hajókat hajtsanak meg.  A mesterséges farokúszóval hajtott hajók nem csak energiatakarékosabbak lennének a hajócsavarnál, jóval kevesebb kárt is okoznának. Utóbbiak ugyanis gyakran aprítanak fel vízi állatokat és növényeket, ezen kívül felkavarják a tengerfenéki üledéket, így újra a vízbe kerülhetnek a már leülepedett méreganyagok. Partmenti épületek téglái közül pedig kimossák a habarcsot.

A bonni egyetem zoológusai halak mozgását elemezték

Smoky meghajtása még kezdetleges ahhoz, hogy helyettesítsen egy hajócsavart, a darmstadti mérnökök azonban már építettek egy újabb modellt. Ehhez Köhler makrélákat, pisztrángokat és aranydurbincsokat boncolt fel, hogy tanulmányozza az izmok, kötőszövetek és a csontváz szerkezetét. Végül a biológiai szerkezetet digitális modellé alakította át.  Az új modell több száz ízületből, drótokból és sűrített levegővel hajtott "izomdugattyúkból" áll. A sűrített levegő keltette hirtelen mozgás sokkal inkább megfelel a halakénak, mint a forgó motorok kerek mozgása - fejtette ki Köhler. Így az új modell farokúszója lényegesen erősebb és ritmikusabb mozdulatokra képes, mint Smokyé.  A gyakorlatban a mesterséges uszonyt a hajótesthez rögzítenék. Először tízméteres hajókon próbálnák ki, a kutatók szerint azonban később nagyobb hajók meghajtása is megoldható lenne általa.

A darmstadti kollégák robothalat strukturáltak