تقليد أسماك القرش لتخفيض نفقات السفن والمحافظة على البيئة

في العادة يصاب معظم الناس بالفزع عند رؤيتهم لأسماك القرش، لكن هناك مهندسون يعملون في مجال تطوير السفن، ينظرون إلى أسماك القرش نظرة إعجاب وتبهرهم جلودها على وجه الخصوص. فقشور أسماك القرش التي تسبح في الماء هي قشور من نوع خاص تقلل بشكل ملحوظ من مقاومة الماء لها. ويقول كريستيان يوهانسن من مؤسسة "صناعة وأبحاث السفن" في هامبورغ (HSVA): "تنخفض مقاومة التيارات المائية لسمكة القرش بسبب وجود تجويفات (أخاديد) على جلدها، وهذا يؤدي إلى تمكنها من السباحة بشكل أسرع وبنفس قوة جسمها تقريبا أو على العكس، يمكنها من أن تحافظ على طاقتها أثناء السباحة بنفس السرعة لمسافات طويلة.

تقليل مقاومة الاحتكاك

هذه الخاصية التي تتمتع بها سمكة القرش هي سبب وجيه لصناع السفن ليستفيدوا منها ويقلدوها عند صناعة سفنهم، والمعادلة بسيطة : فكلما انخفضت مقاومة الماء للسفينة انخفضت كمية الوقود المستهلكة ومقدار القوة الدافعة التي تحتاجها أثناء إبحارها. وفي الوقت نفسه تنخفض أيضا معدلات الانبعاثات الغازية، وهذه مسألة مفيدة للبيئة ومالكي السفن على حد سواء.

ويكمن سر جلد سمكة القرش في هيكله فهو ليس أملسا بتاتا، وقال كريستيان يوهانسن الذي يرأس قسم المراوح والتجويف بمؤسسة "صناعة وأبحاث السفن" في هامبورغ : "يوجد اعتقاد خاطيء بأن السطح الأملس يواجه مقاومة أقل. لكن الأنسب من ذلك هو الهيكل الأخدودي أو المجوف أو ما تعرف بــ "riblets" - تماما مثلما هو موجود لدى أسماك القرش. هذا الهيكل يتكون من قشور متحركة تمتد من رأس السمكة وحتى ذيلها، في موازاة مع تيار الماء. وهذه التجاويف "riblets" تمنع زيادة تيارات الماء العرضية التي تستهلك الطاقة ولذا فهي غير مرغوب فيها.

نجاح كبير في توفير الوقود

حقيقة أن هذه الظاهرة أيضا تجعل من سمكة القرش صيادا يمتلك سرعة عالية؛ أمر معلوم منذ وقت طويل. لكن لم تجرَ أبحاث بما فيه الكفاية لمعرفة ان كانت هذه الظاهرة تنطبق أيضا على السفن والحاويات الكبيرة. وجرى الآن في هامبورغ من خلال مشروع تعاوني يقوده معهد فراونهوفر لتقنيات التصنيع والبحوث التطبيقية على المواد (IFAM) اختبار في حوض خاص على استخدام التجاويف "riblets" على السفن من الأنواع الكبيرة.

والنتيجة هي: كلما زادت السرعة، تقلل التجاويف "riblets" من مقاومة المياه. مما يعني في واقع الأمر أن "طبقات التجاويف" تمكن السفن من السير بسرعة أكبر، وتجعلها تستهلك كمية وقود أقل. نجاح تام، ويمكن تخفيض مقاومة الاحتكاك بمقدار يصل إلى خمسة في المئة. وهذا يعني توفير ثلاثمائة ألف دولار سنويا في تكاليف الوقود بالنسبة لسفينة كبيرة من نوع الحاويات.

وفي النهاية خرجت الأطراف المشاركة بنتيجة إيجابية من هذه التجربة، حسب ماذكر يورغ ريمبيليفسكي مدير المشروع في معهد فراونهوفر. وقال ريمبيليفسكي "لقد اثبتنا أن هناك إمكانية كبيرة لتخفيض استهلاك السفن الكبيرة للوقود من خلال استخدام "هندسة تجاويف" خاصة معدلة لتناسب سرعة السفن الحديثة." من يدري: ربما في غضون سنوات قليلة ستستخدم كل السفن الكبيرة التقنية الموجودة في جلد سمك القرش.