Šinkanzen – soví let a zobák ledňáčka

Inspiraci v přírodě nachází řada moderních technologických vymožeností.

Pokračujeme v povídání o bionice.

Minule jsme si představili Mercedes s tělem korálové ryby, dnes pokračujeme tím, co si ze světa zvířat vzal známý vlak šinkanzen.

Mnozí z vás s ním už dost možná jeli, určitě jste ale o tomto legendárním japonském vlaku slyšeli: jezdí víc než 300 km/h a mezi velkoměsty na ostrovech Honšú a Kjúšú už převezl víc lidí než jakékoliv jiné vlaky světa. A věděli jste, jaké má dlouhodobé průměrné zpoždění? Šest vteřin!

Zobák podle ledňáčka

Když japonští inženýři vlak konstruovali a zkoušeli, narazili na jednu potíž. Byla ekologického rázu: šlo o hlukové limity. Tam, kde žijí lidé, nesmí být hluk z dopravy vyšší než 70 decibelů. A to šinkanzen nesplňoval. Na vině byla především masa vzduchu, kterou před sebou vlak tlačí v tunelech. Když z nich totiž vyjížděl a vjížděl do nich, ozýval se všude kolem velice nepříjemný, až ohlušující rachot. Dalším zdrojem rušivého hluku byl pantograf.

Obojí se technikům podařilo vyřešit, když se pro inspiraci podívali do korun stromů, tedy inspirovali se u ptáků. Své dílo upravili a nový šinkanzen je aerodynamičtější, tišší, o desetinu rychlejší a o patnáct procent úspornější. Největší podíl na inovacích nesl Ejdži Nakacu, inženýr a velký milovník ptáků.

Jestli už jste měli to štěstí a zahlédli ledňáčka „při práci“, víte, že se pohybuje ve dvou prostředích. Ve vzduchu, kde je velice malý odpor, a ve vodě, která odpor klade velký. Jenže ledňáčci při střemhlavém lovu sotva rozstříknou pár kapek. Jejich zobák je totiž téměř ideálně tvarovaný, aby hladinu krájel jak měkké máslo. Pozvolna se od špičky rozšiřuje jako klín. Voda ho obteče, netlačí ji před sebou.

Inženýr Nakacu tak přišel s nápadem vytvarovat příď vlaku podobně: šinkanzen rovněž střídá prostředí s řídkým vzduchem a tím stlačeným v tunelech.

Pantograf vyřešila sova

A jak to bylo s těmi pantografy? Tam se konstruktéři inspirovali u sov, které, jak víme, létají skoro neslyšně. Japonci je studovali dokonce ve větrných tunelech a zjistili, že soví trik spočívá v opeření křídel. Mají na nich mnoho malinkých zubatých pírek, která vyrůstají z konců hlavních per. Rozptylují větší vzduchové víry, které se tvoří při obtékání vzduchu kolem křídel. A tím výrazně snižují hluk, který při letu sovy vydávají. Žádní jiní ptáci ničím podobným nedisponují.

No a řešení bylo na světě: konstruktéři přidali na hlavní část pantografu malé zoubky, díky nimž se slavné japonské vlaky dostaly pod požadovaných 70 decibelů.