Kỹ sư hàng không nghiên cứu da cá mập để giúp tăng tốc độ cho máy bay

Các nhà khoa học công nghệ quốc phòng đang nghiên cứu về cách cá mập mako - một trong những loài cá bơi nhanh nhất thế giới - di chuyển để có thể chế tạo ra các loại chiến đấu cơ bay nhanh hơn trong tương lai.
Cá mập mako từng được ghi nhận bơi với tốc độ 96 cây số/giờ trong tự nhiên, nhưng các ước tính cho thấy chúng có thể bơi với tốc độ lên đến 128 cây số/giờ. Để làm được điều này, cá mập mako đã có một loạt sự tiến hóa nhằm giảm lực cản của nước xung quanh chúng đến tối đa.

Cá mập mako có lớp vảy linh động rất nhỏ, chỉ khoảng 0.2 mili-mét, nằm ở hai bên sườn cá và các vây bơi. Lớp vảy nhỏ này có thể dựng lên một góc 40 độ so với cơ thể cá - nhưng chỉ theo hướng của dòng nước ngược. Nói cách khác, khi vuốt tay dọc mình cá từ đầu đến đuôi, lớp da sẽ có cảm giác mềm mại trơn tuột. Nhưng nếu vuốt tay trên mình cá theo hướng ngược lại, da cá sẽ có cảm giác rất nhám.

Theo kỹ sư hàng không Amy Lang của Đại Học Alabama, lớp da này chính là bí mật giúp cá mập mako bơi nhanh trong nước. Theo đó, lớp da này làm gián đoạn dòng nước có thể xoáy ngược lại – tức hiện tượng tách dòng - vốn gây ra lực kéo ngược lại khi bơi.

Lực kéo ngược này không chỉ ảnh hưởng tới các sinh vật trong nước mà còn ảnh hưởng đến tốc độ của máy bay. Việc giảm bớt hiện tượng tách dòng có thể giúp máy bay tiết kiệm nhiên liệu hơn, bay nhanh hơn và linh hoạt hơn.

Theo báo cáo của nhóm nghiên cứu, da của cá mập mako với lớp vảy nhỏ li ti thật sự kiểm soát sự phân tách dòng chảy và giảm lực kéo. "Trong tất cả các trường hợp nghiên cứu, chúng tôi thấy kích thước của khu vực có dòng chảy tách biệt giảm đáng kể bởi sự hiện diện của lớp da này,” bà Lang nói.

Nghiên cứu này được tài trợ một phần bởi hãng hàng không không gian Boeing và quân đội Hoa Kỳ, có thể sẽ được ứng dụng trong việc chế tạo các thiết kế mới trên thân máy bay sau này. "Tiềm năng cho việc tạo ra một bề mặt nhân tạo, sử dụng cách thức tự động giảm lực kéo trong không khí, là rất thú vị,” bà Lang cho biết thêm.