Плезиозавры - вымершие, дышащие воздухом морские рептилии с впечатляюще длинными шеями и гладкими телами - процветали в период от раннего до среднего юрского периода (от 135 до 120 миллионов лет назад). Они использовали четыре веслообразных ласта почти одинакового размера и мускулатуры, чтобы плавать по морям. Сегодня, напротив, животные, в том числе пингвины, морские черепахи и морские львы, полагаются на гораздо более крупные и сильные передние ласты для движения, а меньшие задние ласты используют в первую очередь для управления.
Несмотря на кажущуюся неудовлетворительную инженерию, летопись окаменелостей показывает, что плезиозавры были невероятно широко распространены и плодовиты. Это вдохновило группу исследователей из Саутгемптонского университета в Великобритании на исследование преимуществ плавания с четырьмя ластами по сравнению с двумя. Они представят свою работу на 70-м ежегодном собрании Отделения гидродинамики Американского физического общества, которое состоится 19-21 ноября 2017 года в Денвере, штат Колорадо.
В предыдущей работе команда использовала тандемные ласты в водном туннеле, чтобы показать, что задние ласты могут добиться значительного повышения производительности, работая в кильватерном следе от ласт, расположенных вверх по течению, подобно птицам, летящим строем. Они обнаружили, что задний плавник увеличивает тягу на 60 процентов и эффективность на 40 процентов.
Текущая работа команды, получившая название «Проект Атлантида», была разработана для применения этого усовершенствования тандемного плавника к плавающему роботизированному транспортному средству. «Мы надеялись, что это позволит высокоэффективно и маневренно исследовать дно океана», - сказал Габриэль Веймут, доцент Саутгемптонского морского и морского института Университета Саутгемптона.«Студенты построили полностью автономного робота с нуля и спроектировали его так, чтобы он приводился в действие всего двумя двигателями, по одному на каждую сторону. Для этого каждый плавник свободно вращается на своей оси и не требует двигателей, датчиков или систем управления. упрощает механизм и снижает стоимость автомобиля."
Работы студентов демонстрируют, что можно разработать очень простой механизм, позволяющий использовать преимущество тандемного плавника, используемого плезиозаврами. «На конференции мы сосредоточимся на представлении уникальных гидродинамических элементов конструкции. Шарнир каждого плавника был оптимизирован с использованием программного обеспечения гидродинамики с открытым исходным кодом, чтобы максимизировать эффективность и тягу», - сказал Веймут. «Наша машина была протестирована и признана достаточно быстрой и маневренной».
По словам Уэймута, у них есть ряд текущих проектов по дальнейшей оптимизации дизайна, управления и форм плавников автомобиля. «Наша долгосрочная цель состоит в том, чтобы продолжить развивать эту концепцию в автономном транспортном средстве, готовом к эксплуатации», - сказал он.