كيف يمكن لجلد القرش أن يزيد سرعة الطيران؟

يمكن لسمك قرش الماكو القصير -وهو من أسرع أنواع القرش- أن يتحرك في المياه بسرعة تصل إلى ستين ميلا في الساعة. وقدرة هذا القرش على التحرك بسرعة كبيرة لها علاقة بجلده الغريب المسنن، ويمكن أن يكون لاكتشافٍ جديدٍ أماط اللثام عن أسرار هذا الجلد آثار على سرعة وكفاءة أشياء أخرى.

فعلى الرغم من أن جلد سمك القرش يبدو سلسا، لكنه في الواقع مغطى بما يشبه الأسنان الصغيرة تدعى "السنينات". وقد ناقش معظم العلماء لعقود كيف يقلل جلد سمك القرش من عامل السحب، ولكن اكتشافا جديدا لباحثين من جامعة هارفارد ركز تحديدا على الكيفية التي تزيد بها بنية جلد سمك القرش -التي تشبه الأسنان- ما يسمى "الرفع" الذي يُعرف علميا باسم "القوة الطبيعية".

يقول المؤلف المشارك في الدراسة الجديدة مهدي سعدات، زميل ما بعد الدكتوراه بجامعة هارفارد، "إن ما كان الناس يكافحون لفهمه هو تفسير دور هذه البنية". ولمزيد من الفهم لما يمكن أن يوفره جلد أسماك القرش من مواد للإنسان، تحول باحثو جامعة هارفارد إلى خاصية "الرفع" التي يتميز بها جلد القرش، بدلا خاصية "السحب" وحدها.

في السابق تم التقليل من شأن الرفع الذي يوفره جلد القرش، لكن الدراسة التي نشرت الثلاثاء في دورية "جورنال أوف ذي رويال سوسيتي إنترفيس"، كشفت التصميم المميز لجلد قرش الماكو الذي يعمل بشكل متزامن على زيادة الرفع وتقليل السحب.

واستخدم سعدات وزملاؤه الآخرون في مختبر البروفيسور جورج لودر بجامعة هارفارد طابعة مجسمة لإعادة صنع جنيح بشكل سنينات جلد سمك قرش ماكو، ثم اختبروا الديناميكا الهوائية لعشرين نوعا من تصاميم السنينات على جنيحات داخل خزان تدفق المياه.

والتصاميم التي استلهمت سنينات جلد القرش التي اختبروها تدعى "فورتيكس جنيريتروز" (مولدات الدوامة)، وغالبا ما تكون مثبتة على قمم السيارات أو الطائرات لزيادة الديناميكا الهوائية.

ووجد الباحثون أن تصميم "مولد الدوامة" هذا تحديدا حسَّن الرفع إلى السحب بنسبة 323%، مما يدل على زيادة كبيرة في الرفع وانخفاض في السحب، وهو ما يمكن أن يؤدي إلى تحسين كبير في أداء الديناميكا الهوائية في الطائرات والطائرات المسيرة والسيارات وتوربينات الرياح.