شاهین پرگرین به عنوان سریع‌ترین پرنده و البته حیوان روی سیاره زمین شناخته می شود. این پرنده می تواند با سرعتی بیش از 320 کیلومتر بر ساعت در هوا شیرجه بزند.
از شاهین پرگرین به عنوان جت جنگنده دنیای پرندگان نام برده می شود.
شاهین پرگرین با نام علمی Falco Peregrinus یک شکارچی قدرتمند است که غذای اصلی آن شامل پرندگان دیگر و خفاش ها می شود. این پرنده با مشاهده طعمه خود شیرجه زده و آن را در میانه آسمان شکار می کند.
شاهین پرگرین چگونه می تواند تا این اندازه سریع پرواز کند؟
شگفت انگیزترین واقعیت درباره این پرنده سرعت آن است. شاهین پرگرین با سرعت 64 تا 100 کیلومتر بر ساعت پرواز می کند و برای شکار طعمه خود می تواند با سرعت 350 کیلومتر بر ساعت شیرجه بزند. پرواز با چنین سرعت بالایی نیازمند توانایی های خاصی است که استخوان های مخروطی شکل در سوراخ بینی این پرنده برای هدایت جریان هوا یکی از مهم‌ترین آنهاست.
نیروی هوایی که با سرعت 350 کیلومتر بر ساعت وارد بینی می شود از نظر تئوری می تواند به ریه ها آسیب بزند. برای پیشگیری از این اتفاق، برجستگی های مخروطی در سوراخ های بینی شاهین پرگرین وجود دارند که به عنوان منحرف کننده جریان سیال عمل کرده تا عبور هوا به سیستم تنفسی پرنده تنظیم شود.
در حقیقت، سوراخ های بینی شاهین پرگرین الهام بخش مهندسان در طراحی مخروط های ورودی برای پیشرانه های جت فراصوت بوده است.
الهام از طبیعت و حل مشکل پیشرانه های جت
پیش از آغاز جنگ جهانی دوم، مهندسان هواپیماسازی متوجه شدند که هواپیماهای مجهز به پیشرانه های ملخی در حال رسیدن به نقطه محدودیت های عملکرد خود هستند. بر همین اساس، آنها باید شکل جدیدی از پیشرانه را معرفی می کردند.
طراحان با استفاده از فناوری پیشرانه جت روی مفاهیم مشابهی کار می کردند. در سال 1944، سرانجام دو هواپیمای مجهز به پیشرانه جت (مسراشمیت ام‌ئی 262 و گلاستر متئور) وارد خدمت شدند.
این فناوری جدید پس از جنگ به پیشرفت خود ادامه داد و نخستین هواپیمای مسافربری تجاری مجهز به پیشرانه جت به نام د هاویلند کومت در 2 می 1952 نخستین پرواز خود را انجام داد.
نیوی جت انقلابی در سفرهای هوایی تجاری ایجاد کرد و به هواپیماها اجازه داد سریع تر و در مسافت های طولانی تر از گذشته پرواز کنند.
با این وجود، توسعه این روش جدید پیشرانش بدون چالش نبود.
نمونه های اولیه با یک مشکل غیرعادی مواجه بودند. زمانی که هواپیما به سرعت معینی می رسید، پیشرانه های جت دچار خفگی می شدند.
مهندسان در پی یافتن دلیل بروز از دست دادن ناگهانی قدرت در این پیشرانه ها بودند.
در نهایت مشخص شد، هرچه هواپیما سریع تر حرکت کند، فشار هوای جلوی پیشرانه نیز بیشتر می شود. در حقیقت، اکسیژن کافی به پیشرانه نرسیده و افت قدرت رخ می دهد.
شاهین پرگرین نیز زمانی که با سرعت بیش از 320 کیلومتر بر ساعت شیرجه می زند با چالشی مشابه مواجه است. با توجه به سرعت بالا، فشار هوای ورودی به ریه ها به اندازه ای افزایش می یابد که در حالت عادی این پرنده نباید توانایی تنفس داشته باشد. اما شاهین هنگام شیرجه های سریع خود همچنان توانایی تنفس دارد. این مساله نظر مهندسان را به سوی خود جلب کرد.
لاکهید اس‌آر-۷۱ بلک‌برد
آنها دریافتند که استخوان های مخروطی شکل موجود در سوراخ های بینی شاهین پرگرین نقشی کلیدی در این زمینه ایفا می کند. این مخروط ها همانند مانعی برای کاهش جریان هوا و فشار عمل کرده و به شاهین اجازه تنفس در یک شیرجه سرعت بالا را می دهند.
مهندسان با الهام از طبیعت، یک بخش مخروطی را به قسمت جلو پیشرانه های جت اضافه کردند. نتایج پیشرفتی قابل توجه را نشان داد. پیشرانه اکنون می توانست هوای بیشتری را در سرعت های بالاتر به درون خود بمکد.
227227