Die U-Boote der Zukunft werden vom Tintenfisch inspiriert sein

Zwei Forscher der University of California in San Diego haben die aerodynamischen und Antriebsvorteile eines von Kopffüßern inspirierten Fortbewegungsmittels untersucht

Die Natur ist für Wissenschaftler stets eine Quelle der Inspiration, wie in diesem Fall, in dem ein vom Tintenfisch inspiriertes U-Boot-Modell mit fortgeschrittenen Studien zur Strömungsdynamik untersucht wurde. Der Artikel beschreibt die an zwei- und dreidimensionalen Modellen durchgeführten Simulationen und analysiert die Wirbel der Flüssigkeit, die der vom Tintenfisch inspirierte Körper hinter sich lässt.

Vielversprechende Ergebnisse

Die beiden Physiker Xiaobo Bi und Qiang Zhu vom Department of Structural Engineering der University of California in San Diego haben ein mathematisches Modell entwickelt, um den gepulsten Antrieb der Kopffüßer im Detail zu analysieren. Die Studie wurde in der Zeitschrift Physics of Fluids von AIP Publishing veröffentlicht und zeigt die sehr hohen Geschwindigkeiten, die eine tintenfischähnliche Form erreichen könnte. Der Antriebsmechanismus nutzt Kammern, die zunächst Wasser aufnehmen und es dann unter hohem Druck ausstoßen; das Modell berücksichtigt auch den weichen Körper des Fahrzeugs.

Aspekte, die verbessert werden müssen

Die Langzeitsimulationen zeigen jedoch eine Grenze bei der Stabilität des tintenfischähnlichen U-Boots aufgrund von Turbulenzen in den Strömungen und des Verlusts der Symmetrie des Körpers. Dieser Aspekt wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, künftige Studien auf ein System der Entspannung und Versteifung des Körpers in Abhängigkeit vom Antriebszyklus und auf die passive Steuerung der austretenden Strömung zu konzentrieren. Der letzte Schritt wird der Übergang von der Theorie zur Praxis sein, wie Qiang Zhu sagt: „Zusätzlich zu den im letzten Artikel vorgestellten Simulationen zwei- und dreidimensionaler Modelle arbeiten wir mit einem interdisziplinären Team am Bau eines Prototyps des von Tintenfischen inspirierten mechanischen Geräts. Unser Ziel ist es, sowohl Geradeausschwimmen als auch Manöver durchzuführen. Dieses Projekt wird Strömungsdynamik, Steuerung, Entwicklung innovativer Materialien und Robotikdesign verbinden“. Wer weiß, ob diese beiden Forscher ihr Ziel erreichen werden; vielleicht sehen wir in einigen Jahren auf dem Meeresgrund zusätzlich zum viel gesuchten Riesenkalmar ein tintenfischähnliches U-Boot bei der Arbeit.