У многих рыб чешуя вовсе не кажется гладкой, и это знает любой, кто сталкивался в воде с рыбой приличного размера. Однако акулы в этом отношении рекордсмены: мало у кого ещё в море кожа до такой степени похожа на наждачку.
Дело в том, кожа акулы покрыта множеством крохотных закрученных «рёбер», которые уменьшают вихри, возникающие при росте скорости и турбулентности при движении. Что-то похожее происходит и с самолётами: при достижении определённой скорости вихри, возникающие на крыле и фюзеляже, резко увеличивают сопротивление и приводят к росту расхода горючего.
Феномен удивительно хорошей обтекаемости акульей кожи известен более тридцати лет. Но лишь недавнее использование аналогичных искусственных материалов, в частности в спортивном плавании, привлекло к ним широкое внимание. Как это некогда случилось с лигерадом и катамараном, спортсмены в «акульих костюмах» соревновались вместе с «представителями мейнстрима». Последние такого снаряжения не имели и из-за этого, разумеется, проигрывали, что вынудило спортивные федерации запретить в обычных стартах применение костюмов из таких материалов.
Интересно, уведомляли ли клиентов Lufthansa о том, что на их воздушных судах используются экспериментальные покрытия кромки крыла и фюзеляжа? (Фото AFP.)
Теперь эта тема увлекла гражданское самолётостроение: два немецкой компании летают с восемью участками модифицированной поверхности 10×10 см, расположенными на фюзеляже и кромках крыльев. Их разработал (Германия) под общим руководством Фолькмара Штенцеля (Volkmar Stenzel).
Ранее использовавшееся пластиковое покрытие с «акульей поверхностью» крепилось к самолёту стандартным приклеиванием, но технология не оправдала себя. Оказалось, что масса покрытия, во-первых, снижает топливную экономичность самолёта, и лишь уменьшение сопротивления в таких условиях восстанавливает статус-кво, но и только. Во-вторых, краска снимается с самолётов (и наносится) заново каждые пять лет, а в местах установки «акульего» пластика сделать это невозможно без его замены.
Поэтому теперь немецкие специалисты научились так модифицировать микронеровности на поверхности краски, наносимой на кромку крыла и фюзеляж, что она приобретает те же «акульи» качества. Поскольку краска авиалайнеру всё равно нужна, это решает проблему лишнего веса и систематической покраски.
Акулья кожа традиционно привлекает внимание учёных своей необычной поверхностью, но полное понимание её потенциала пришло не так давно. (Фото Geoffrey Swain / Florida Institute of Technology.)
По предварительным испытательным данным, расход топлива самолёта с тестовыми покрытиями действительно снизился. Как полагают разработчики, при нанесении «акульей кожи» на 40–70% обшивки общий расход топлива уменьшится на 1%. Сколь бы малой ни казалась вам эта цифра, с учётом огромного масштаба мировых авиаперевозок она означает колоссальный экономический эффект.
Если опыты будут расценены как удачные, покрытие такого рода можно будет без особых проблем и затрат нанести на уже действующие дозвуковые самолёты.
Другая разработка института, испытываемая пока только внутри А380, — супергидрофобные вещества. Сейчас они помогают держать внутренности самолёта чистыми, но уже рассматривается вопрос об их нанесении на внешние поверхности, что должно предотвратить скопление воды с последующим обледенением плоскостей.
