Гидравлические локомобили и пневматические механизмы

В 1965 году специальные журналы сообщали об испытаниях в джунглях нового средства передвижения, которое отличалось от всех известных средств транспорта, поскольку перемещалось не на колесах и не на гусеницах. Они были заменены механическими органами, моделью для которых послужили ноги пауков, и которые позволяли новому транспортному средству перепрыгивать через" кустарники и через деревья там, где переплетение лиан создавало на пути труднопреодолимое препятствие.

Идею конструктору подсказали удивительные конечности паука, лишенные каких-либо мышц и даже мускульных волокон, что, однако, не мешает пауку легко передвигаться.

Склонившись над микроскопами, бионики с удивлением констатировали, что ноги паука представляют собой очень странный гидравлический домкрат, жидкостью для которого является кровь. При повышении кровяного давления ноги становятся длиннее. Снятый фильм показал, что нога паука действует как настоящий гидравлический домкрат. В результате значительного повышения давления орган становится крепче и его сила удесятеряется. Этим объясняются сенсационные результаты некоторых прыгающих пауков, совершающих прыжки на высоту около 10 см, в то время как их рост не превышает 1 см. Рассчитано, что для достижения таких результатов паук должен почти мгновенно повышать давление почти на половину атмосферы. Новое средство передвижения, названное арашномобилем (arachnomobil - прыгающий автомобиль), построено на основе принципа гидравлического домкрата и передвигается наподобие паука, перепрыгивая через препятствия.

Замечательным гидродинамическим устройством для перемещения по дну моря является и амбулакральный аппарат, хорошо развитый у иглокожих-офиур, змеехвосток, голотурий, морских ежей и морских звезд. Радиусы морских звезд, пересечены расположенными симметрично радиальными каналами, заполненными водянистой жидкостью. Ответвления каналов входят в каждую из малых амбулакр, расположенных на овальной передней части радиусов. Во время движения жидкость накачивается в амбулакры, которые намного увеличиваются в объеме, вытягиваются вперед в направлении движения и с помощью присосок прикрепляются к субстрату. Затем их мускулатура сокращается, проталкивая жидкость в каналах, и таким образом звезда немного продвигается вперед. После завершения операции амбулакры расслабляются и отцепляются от субстрата. Затем они снова наполняются жидкостью, и движение возобновляется с идеальной регулярностью до тех пор, пока животное достигнет цели. И этот амбулакральный механизм может служить моделью для техники.

Многие удивляются силе, с которой побег от корня дерева пробивает асфальтовое покрытие тротуара толщиной 3-4 см, стебель одуванчика сдвигает камень весом несколько килограммов, а нежная почка подснежника пробивает весной препятствие из сухих листьев и льда на пути к свету. Эта сила объясняется тургесценцией, то есть укреплением клеток путем надавливания мембраны на их содержимое. Оно осуществляется посредством того же механизма, с помощью которого в колесах автомобиля внутренняя наполненная воздухом камера давит на внешнюю покрышку. Простые и очень прочные растительные структуры позволяют при тургесценции развивать давление внутри стеблей, равное десяткам атмосфер, иногда выше давления воздуха в котлах крупных теплоцентралей. Тургесценция у растений подсказала идею аэростатических сооружений, где объем создается благодаря повышению внутреннего давления с тем, чтобы она было выше атмосферного давления. Между детской резиновой игрушкой, которая наполняется воздухом, и растением имеется очень большое сходство: тургесценция обеспечивает растительным тканям давление и жесткость, так же, как воздух обеспечивает игрушке форму и объем. Когда воды в тканях нет, тургесценция достигает минимального уровня и растение выглядит увядшим. То же самое происходит с резиновыми игрушками: бесформенные, когда из них выпущен воздух, они приобретают различные формы, если их наполнить воздухом.

Аэростатические конструкции находят применение при сооружении летних театров, цирков, силосных башен, палаток, гаражей, антенн. Однако они далеки от совершенства, поскольку им угрожает непогода, и они опасно неустойчивы. Растения, особенно в водной среде, где приспособляемость достигла совершенства, и здесь придут нам на помощь.

Инженеры, специалисты в области создания сельскохозяйственных машин, хранят в своих папках пока неосуществимый проект, который, если бы его удалось реализовать, мог бы значительно ускорить обработку земли. Речь идет об огромном шасси в форме дуги, протянутой от одного края поля до другого. На каждом конце этой подвижной дуги был бы прицеплен мощный трактор, а по всей длине дуги были бы прицеплены десятки плугов. Для подобного устройства, очевидно, невозможно использовать жесткую конструкцию, которая быстро вышла бы из строя под воздействием нагрузок. Но если бы несущая дуга была из пневматического материала, имитирующего тургесцентные структуры растений, недостатки и сложности отпали бы сами по себе.

Виды гидравлического оборудования