仿照鰩魚造飛毯
“這絕對沒有違反物理規律”,數學家和物理學家們的研究發現,一張薄片可以在水中浮動,并且向前漂移,他們的思緒立即轉移到流體力學的另一個研究對象上——空氣。這些科學家們認定了飛毯是可行的:“空氣動力應該有可能讓毯子保持在高處”。
不過,有關飛毯的大部分研究是在水中進行的。第一個用作實驗的模型居然是人體。如果把游泳的人看做“飛毯”,那么他們是靠什么引擎推動前進的呢?馬哈德溫教授計算了游泳的人在揮臂劃水時,度、粘稠度和肌肉的運動等因素,得出一套“水中飛毯”振幅與振動次數的公式。公式進一步證實了飛毯的可行性。
馬哈德溫教授也一直在自然界中尋找飛毯的佐證。別忘了,飛機、直升機、地效飛行器這些“飛毯”的近親都是“仿生大戶”。仿生對象在鳥類、綽號“西班牙舞者”的海蛞蝓和鰩魚之間角逐。而飛毯選擇了鰩魚,這種長得像扁平的烙餅,游動時將2700米的深海橫向“剖開”的軟骨魚類。“鰩魚沒有魚鰾,必須利用波動身體,同時產生上升和前進的動力,扁平的身體通過改變波形、波頻、波長和波的傳播方向等來控制前進的速度和方向,飛毯的原理也和它差不多!瘪R哈德溫教授表示,飛毯自身既是座椅,又是引擎。
用什么材料制作“引擎”,著實費了馬哈德溫教授和他的伙伴們一番功夫,誰都知道輕薄柔軟對于飛毯的重要性,但使用阿拉伯民間故事中的綠色絲綢顯然不太現實。馬哈德溫教授嘗試了高分子聚合物、金屬薄片,然而,彈性和摩擦力的實驗失敗了。另一個團隊利用大鼠的肌肉細胞作為動力,仍沒有成功。飛毯的材料既要隨著電信號波動,還要有柔軟的韌性,能抵抗振動時產生的摩擦力。基于這個要求,馬哈德溫教授決定試試復合材料——一種涂上金屬襯箔的輕薄纖維織物,被稱為“智能聚合物”,可以隨著電信號產生起伏波動!斑@的確起效了”。
4厘米長,0.1毫米厚的毯子漂浮在空中,每秒震動大約10次,振幅大約為0.25毫米。根據復合材料制成的“飛毯”的質量、空氣的密度、乘客的重量、飛行的距離,馬哈德溫教授計算出“飛毯”首飛的參數,輸入地毯中,讓試飛的地毯就像一張實時接收信號的智能薄膜。然而,首張飛毯只有紙幣大小,首位“阿拉丁”當然不是馬哈德溫教授,而是一只螞蟻。