Как система прорезей превращает лист в аэродинамическое крыло экспресс

Оригинал: "Reconfigurable kirigami mesostructure enables modulation of lift and drag"
arXiv:2603.27227 · 2026-03-28 · CC BY 4.0 · 1 мин
Плоский лист с параллельными разрезами в потоке воды сам принимает форму, создающую подъемную силу.

Плоский лист с системой прорезей, помещённый в поток воды или воздуха, демонстрирует поведение, напоминающее самонастраивающиеся жалюзи. Динамический напор раскрывает щели, и каждая полоска материала наклоняется, становясь миниатюрным крылом — элементом, создающим подъёмную силу за счёт разницы давлений на поверхностях. Благодаря этому даже лист, изначально ориентированный перпендикулярно потоку, генерирует не только лобовое сопротивление (силу, направленную против движения), но и значительную боковую подъёмную силу — компоненту, перпендикулярную набегающему потоку.

Инженеры уже проектируют обшивку самолётов, которая сама меняет форму в полёте: на взлёте одна геометрия, на крейсерской скорости — другая.

Варьируя рисунок разрезов или жёсткость материала (например, углепластика — композита на основе углеродных волокон), можно переключать поверхность между режимами «полёт» и «торможение» без каких-либо подвижных частей. В самом узоре закодирована аэродинамическая функция, а обратимость раскрытия означает, что энтропия — мера беспорядка в системе — почти не растёт, и материал не изнашивается.

Термин «киригами» происходит от японских слов «киру» (резать) и «ками» (бумага). В отличие от оригами, здесь разрезы не только разрешены, но и являются ключевым элементом конструкции.

Учёные
ArchimedesDaniel BernoulliLeonhard Euler
Понятия
решётка кагоме давление течение жидкости сопротивление поверхностное натяжение сдвиг прочность ткань динамика плавания микроорганизмов упругость динамика жидкости в пористых средах пластичность микропловец напряжение ветра пористый материал структура белка обратимость бистабильность масштабируемый сжатие