ปากของนกกระเต็น
มีผู้ออกแบบไหม?
ปากของนกกระเต็น
• ด้วยความเร็วเกือบ 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง รถไฟความเร็วสูงของญี่ปุ่นจึงเป็นหนึ่งในรถไฟที่เร็วที่สุดในโลก. สิ่งที่ทำให้รถไฟนี้มีประสิทธิภาพสูง ส่วนหนึ่งคือนกตัวเล็ก ๆ นั่นคือนกกระเต็น. เพราะเหตุใด?
ขอพิจารณา: เมื่อไล่ตามเหยื่ออันโอชะ นกกระเต็นสามารถพุ่งตัวลงไปในน้ำโดยที่น้ำแทบจะไม่กระเซ็นเลย. เรื่องนี้ทำให้เอจิ นากาสึ ทึ่งมาก เขาเป็นวิศวกรควบคุมการทดสอบรถไฟความเร็วสูง. เขาสงสัยว่าทำไมนกกระเต็นจึงปรับตัวได้เร็วมากเมื่อบินจากอากาศที่มีความต้านทานต่ำแล้วพุ่งลงสู่น้ำที่มีความต้านทานสูง. การพบคำตอบเป็นปัจจัยสำคัญในการแก้ปัญหาเฉพาะเกี่ยวกับรถไฟความเร็วสูง. นากาสึอธิบายว่า “เมื่อรถไฟวิ่งเข้าอุโมงค์แคบ ๆ ด้วยความเร็วสูง จะเกิดคลื่นความกดอากาศซึ่งจะใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ เหมือนคลื่นยักษ์. คลื่นเหล่านี้จะไปถึงปลายอุโมงค์ด้วยความเร็วเสียง ทำให้กลายเป็นคลื่นความถี่ต่ำซึ่งเกิดเป็นเสียงระเบิดดังมาก และแรงสั่นสะเทือนทางอากาศพลศาสตร์อย่างรุนแรงถึงขนาดที่ชาวบ้านซึ่งอาศัยอยู่ไกลออกไป 400 เมตรได้ร้องเรียน.”
มีการตัดสินใจจะออกแบบหัวรถไฟให้มีรูปทรงเหมือนปากของนกกระเต็น. ผลเป็นอย่างไร? ตอนนี้รถไฟความเร็วสูงวิ่งเร็วขึ้น 10 เปอร์เซ็นต์และประหยัดพลังงานได้มากขึ้น 15 เปอร์เซ็นต์. นอกจากนั้น ความกดอากาศที่เกิดจากรถไฟก็ลดลง 30 เปอร์เซ็นต์. ด้วยเหตุนี้ จึงไม่มีเสียงระเบิดดังให้ได้ยินอีกต่อไปเมื่อรถไฟวิ่งผ่านอุโมงค์.
คุณคิดอย่างไร? ปากของนกกระเต็นเกิดขึ้นโดยบังเอิญไหม? หรือมีผู้ออกแบบ?
[ที่มาภาพหน้า 29]
Kingfisher diving: Woodfall/Photoshot; bullet train: AP Photo/Kyodo
