В этом году исполняется 90 лет изобретению дорожных отражателей, за это время они спасли миллионы жизней. А придумали отражатели благодаря кошачьим глазам. Кто еще из братьев наших меньших двигал науку вперед?
1 Скоростной поезд и зимородок
Японский инженер Эйдзи Накацу в начале 90-х возглавлял отдел технического развития сети скоростных поездов «Синкансен». Перед ним стояла задача заставить поезда ехать еще быстрее. Увы, даже при относительно небольшой скорости 270 км в час, которую развивали «Синкансены» ранней серии, при выезде из тоннеля возникала мощная звуковая волна. Поезда шли сквозь плотную городскую застройку, и требовалось снизить уровень адского грохота.
Озарение посетило Эйдзи Накацу, когда он вспомнил про зимородка. Эта птичка питается мелкой рыбой и на большой скорости входит в воду, как нож в масло. А ведь плотность воды в 800 раз больше плотности воздуха! Инженер понял: секрет - в форме клюва птицы. И японцы выпустили новый «Синкансен-500», носовую часть которого «срисовали» с клюва зимородка. У нового поезда сопротивление воздуха снизилось на 30 процентов, а скорость увеличилась до 300 км/ч! А вот уровень шума упал до 70 децибел - это тише, чем звук пылесоса.
2 Дорожные отражатели и кошачий глаз
Светоотражающая дорожная разметка была придумана в 1933 году английским изобретателем Перси Шоу. Однажды, возвращаясь в темноте домой, Перси потерял на повороте ориентацию и съехал с трассы. И тут на шум машины повернул голову сидящий на заборе кот. Свет фар отразился в кошачьих глазах, и это помогло избежать аварии...
Вскоре Шоу запатентовал устройство под названием Catseye (кошачий глаз). Оно и правда напоминало кошачьи глаза: эффект давали два круглых рефлектора, встроенных в чугунный корпус. Только их устанавливали не на заборе, а на разделительной полосе, чтобы водители видели осевую линию дороги. Поначалу изобретение встретили прохладно. Но когда началась Вторая мировая война и, опасаясь бомбежек, на улицах английских городов стали отключать освещение, отражатели оказались очень полезны. Сегодня «кошачьи глаза», пусть и в другом дизайне, есть на дорогах во всех странах мира.
3 «Черные ящики» самолетов и лесной барабанщик
Почему не болит голова у дятла? Этим детским вопросом задались инженеры Со Санг-Хи Юн и Сунгмин Парк из Калифорнийского университета в Беркли. Ведь дятел барабанит клювом по дереву со скоростью 22 удара в секунду, и его голова испытывает нагрузку в 1200 g! К слову, люди получают сотрясение мозга уже при 100 g. Почему же дятлы еще не вымерли?
Ученые обнаружили, что птицам помогают четыре ноу-хау:
- эластичный клюв,
- упругая структура в виде подъязычной кости - она распределяет механическую нагрузку равномерно на весь череп,
- губчатая кость передней части черепа,
- особая конструкция черепа, она позволяет спинномозговой жидкости поглощать вибрацию.
Исследователи создали аналог этой конструкции. Оказалось, она защищает встроенную туда электронику от ударов силой до 60 000 g! Для сравнения: современные бортовые авиационные самописцы («черные ящики») выдерживают удар до 1000 g. Капсулы, созданные по образу черепа дятлов, будут применять не только для защиты электроники в черных ящиках нового поколения. Эта технология тестируется для защиты космических аппаратов от попадания микрометеоритов и фрагментов космического мусора. А в «Формуле-1» такие конструкции могут спасти жизнь гонщиков.
4 Мюнхенский стадион и крылья стрекозы
Когда Германия получила право провести Олимпиаду 1972 года, немцы позвали строить Мюнхенский олимпийский стадион архитектора Гюнтера Бениша. Во время Второй мировой он служил на подводной лодке и с тех пор ненавидел темные замкнутые пространства, предпочитая формы, где много стекла и света.
В качестве модели для дизайна стадиона Бениш использовал крылья стрекозы. Они тонкие (толщина - одна трехтысячная миллиметра), но прочные. А все потому, что разделены на множество отсеков. По тому же принципу спроектировали и крышу Мюнхенского стадиона.
5 Лопасти ветряков и китовый плавник
Архимед завопил «Эврика», когда погрузился в ванну, а вот биолога Фрэнка Фиша гениальная мысль посетила во время визита в художественную галерею. На глаза доктору наук попалась скульптура горбатого кита.
- Ваш скульптор сделал выпуклости не на той стороне плавника! - ехидно улыбаясь, заявил биолог хозяину галереи. В ответ галерист нашел фото горбатого кита и ткнул знатока носом: на снимке характерные шишки красовались спереди, на режущей кромке. Последующие 25 лет жизни Фиш изучал, зачем китам такие выпуклости на плавниках. Оказалось, они дают невероятную маневренность. В итоге профессор Вест-Честерского университета разработал новую турбину для ветроэнергетических установок: ее лопасти с ребристой кромкой производят больше энергии, чем обычные гладкие. И шумят меньше.