Прохождение через воду может быть таким сопротивлением. Даже оптимизированные субмарины должны бороться с напряжением океана, замедляющего их. Но с правильной верхней одеждой, они могут быть в состоянии пронестись через море, столь же необремененное как ракета в открытом космосе — и не уезжая так как рябь следа.
Исследователи уже развили другие типы сокрытия устройств. Плащ-невидимка сообщил несколько лет назад, например, заставляет объект исчезнуть путем перенаправления света вокруг этого. Исследователи также развили материалы, которые могут скрыть объекты против звуковых волн, океанских волн, и даже упругих волн в Земной коре, вызванной землетрясениями.
Теперь, Ярослав Уржумов и Дэвид Смит, оба исследователя метаматериалов в Университете Дюка в Дареме, Северная Каролина, развили понятие плаща следа, который был бы похож на покрытого лезвием ежа и мог позволить объектному скольжению через воду, не делая волны.Уржумов объясняет, что что-либо перемещающееся через воду тянет воду с ним, заставляя его чувствовать более тяжелую и создающую турбулентность. Но если Вы просто управляете мизинцем через воду, сопротивление намного меньше.
Плащ, разработанный Уржумовым и Смитом, заставляет одетый объект не походить ни на что вообще, таким образом, вода не тянет против него.Предложенный плащ был бы петлей проводов или лезвий, установленных на поверхности объекта, перемещающегося через воду. Для их модели исследователи выбрали сферу, одну из самых простых форм для моделирования.
Моделируемая петля была выложена слоями в 10 концентрических раковинах вокруг сферы, ведя 10 потоков воды. Вода, самая близкая, сфере нужна большая часть отклонения, таким образом, эти провода или лезвия были бы самыми массивными.
Более тонкие лезвия на внешней стороне, однако, едва изменили бы путь воды, дав ему нежный вход и выход. Микронасосы управляли бы скоростью воды в каждом слое, гарантируя что каждый поток, перемещенный около той же скорости как ее соседи. Это постепенное изменение от близкой неподвижности внешнего слоя к скорости сферы во внутреннем слое препятствовало бы тому, чтобы вода тормозила сферу или его.
Уржумов оценивает, что плащ на сфере 10 сантиметров шириной мог быть где угодно от 1 сантиметра до 10 сантиметров толщиной. «Обычно более толстые плащи легче произвести, но они также весят больше, таким образом, это – компромисс, который выберут инженеры», говорит он.Шуан Чжан, исследователь метаматериалов в Бирмингемском университете в Соединенном Королевстве, называет идею «ценным расширением невидимости от оптики до гидрогазодинамики».
Например, он говорит, «это может использоваться для судов, чтобы существенно уменьшить тянущуюся силу от воды и поэтому улучшить скорость и эффективность».В данный момент Уржумов устанавливает свои достопримечательности немного ниже. В модели, описанной в предстоящем выпуске Physical Review Letters, машинное моделирование изучило полностью затопленное, судно размера пули, путешествующее на ползающей скорости, всего несколько миллиметров в секунду.
Все же даже это имеет заявления, поскольку вооруженные силы США исследуют возможности шпионов автомата, которые похожи на птиц, насекомых и рыбу. Уржумов предлагает, чтобы одетый robo-пескарь мог украдкой исследовать вражескую субмарину, двигаясь медленно, но требуя небольшой энергии. Что касается того, когда первые плащи могли поразить воду, он размышляет, что потребуется по крайней мере 5 лет фундаментального исследования и развития для получения рабочего прототипа.
Однако он и Смит предполагают, что различный вид плаща, сделанного в частности для сокращения сопротивления, а не всего следа, могло бы быть легче сделать и мог быть увеличен до топливосберегающих лодок мечты. «Это – ужасно интересный вопрос, на который кто-то скоро ответит», говорит Уржумов.