沙特科學家獲重大突破!水下物體運動幾乎無阻力,引領技術大革新

科普 科學 環球科學大觀 環球科學大觀 2017-09-20

科學的眼光觀世界 富有的思維察明理

法國科學家Jean le Rond d'Alembert曾提出了一個著名悖論:一個具有絕對光滑表面的理想物體在穿過液體時受到的阻力為零。近三百年來無人能夠證明這一觀點,但最近沙特科學傢俱有了新的突破,外媒甚至評價此技術有望實現軍 備大換代!

沙特科學家獲重大突破!水下物體運動幾乎無阻力,引領技術大革新

來自沙特阿卜杜拉科技大學與墨爾本大學的科學家們在《Science Advances》上發表了最新研究成果。論文顯示團隊尋找到一種可以在物體周圍形成大量空氣泡的方法,可以極大程度上減小空氣阻力。

沙特科學家獲重大突破!水下物體運動幾乎無阻力,引領技術大革新

研究人員將兩個直徑為2cm的球放入水中,其中一個加熱至400℃的高溫,同時將水溫控制在95℃。而另一顆球表面覆蓋著某種超疏水塗層,水溫等同於室溫環境。結果表明,實驗中兩個小球在水下運動時可以將所受阻力減少原有的90%!雖然尚未達到零阻力的理想境界,但此成果確是邁出的重要一步。

沙特科學家獲重大突破!水下物體運動幾乎無阻力,引領技術大革新

超疏水塗層

實驗中的第一個小球,憑藉高溫進入水中立即汽化周圍水分子,從而產生圍繞在小球周圍的穩定水蒸氣層,將其包裹在氣體中以減少阻力。不過顯然,第二個小球常溫的條件更加吸引科學家的眼球。

沙特科學家獲重大突破!水下物體運動幾乎無阻力,引領技術大革新

Evert Klaseboer博士評價道,在流體動力學的相關研究中,科學家一直使用假設的理想球體,但這個成果的誕生可能徹底改變傳統教科書中的基本流體動力學理論的示例。此前已有相類似的技術被運用於超級魚 雷等裝備上,利用蒸汽泡來減少與水的摩擦阻力,使魚 雷達到400km/h的較高速度。

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但是,這樣也僅僅將原有的阻力降低10%-20%,如國沙特科學家的這項研究成果的得應用,預計可減少至少90%的摩擦阻力,大大改善水下物體運動緩慢的劣勢。此外,減少5%-10%的水下阻力就意味著燃料效率與運動速度的重大飛躍,90%的減少量無疑掀起一場軍 備大革新

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