ตั้งแต่อดีตมนุษย์ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติเพื่อสร้างสรรค์สิ่งประดิษฐ์ของตน คุณรู้หรือไม่ว่าจมูกของรถไฟความเร็วสูง ชินคันเซ็น ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ? ในบทความนี้ เราจะมาทำความเข้าใจกันว่าทำไมรถไฟความเร็วสูงถึงมีจมูก และอะไรทำให้มันเป็นเช่นนั้น
รถไฟความเร็วสูงของญี่ปุ่นรุ่นแรกมีความเร็วเฉลี่ย 200 กม./ชม. นักวิจัยชาวญี่ปุ่นพยายามปรับปรุงความเร็วของรถไฟความเร็วสูงอยู่เสมอ แต่พวกเขาก็ต้องเผชิญกับปัญหาใหญ่ รถไฟความเร็วสูงส่งเสียงดังมาก เมื่อออกจากอุโมงค์ จะเกิดเสียงระเบิดและแรงสั่นสะเทือนที่สามารถไปถึงระยะทาง 400 เมตร เสียงนั้นทำให้ผู้คนที่อาศัยอยู่ใกล้เคียงตื่นนอน และรบกวนชีวิตสัตว์ป่า

การแก้ปัญหานี้ถูกค้นพบโดย เอจิ นากัตสึ วิศวกรและผู้สังเกตการณ์นก โดยสังเกตการณ์นก kingfisher ขณะหาอาหาร, เขาสังเกตเห็นว่านกสามารถดำน้ำด้วยความเร็วสูงโดยไม่ทำให้น้ำกระเซ็นมาก เขาสงสัยว่า kingfisher ปรับตัวได้อย่างรวดเร็วเพียงใดกับการเปลี่ยนแปลงจากความต้านทานอากาศต่ำไปสู่ความต้านทานน้ำสูง ชื่อภาษาอังกฤษ KingFisher สามารถแปลตามตัวอักษรได้ว่า “นกหาปลา”
สารบัญ
จมูกของนก kingfisher
รถไฟความเร็วสูงได้รับการออกแบบและพัฒนาขึ้นประมาณปี 1989 ถึง 1995 เป้าหมายคือเพื่อให้ผู้โดยสารเดินทางจากโอซาก้าไปยังฮากาตะในเวลาประมาณ 2.5 ชั่วโมง ซึ่งต้องการความเร็วเฉลี่ย 350 กม./ชม. ปัญหาคือเสียงรบกวน แรงสั่นสะเทือน และคลื่นความดัน
รูปทรงของหัวนก kingfisher ทำให้มันสามารถลื่นไถลผ่านอากาศและดำน้ำเพื่อจับปลา มันเป็นสัตว์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อพูดถึงการเปลี่ยนแปลงจากความดันต่ำไปสู่ความดันสูง ดังนั้น เอจิ นากัตสึ จึงออกแบบจมูกของรถไฟความเร็วสูงใหม่โดยเลียนแบบนก kingfisher และขจัดเสียงรบกวน

ด้วยนก kingfisher แรงดันอากาศที่ผลิตโดยรถไฟลดลง 30% มันเดินทางได้เงียบขึ้น 10% เร็วขึ้น และใช้ไฟฟ้าน้อยลง 15% ดังนั้น เมื่อชินคันเซ็นผ่านอุโมงค์ จะไม่เกิดเสียงดังมาก
แรงบันดาลใจจากธรรมชาติอื่นๆ สำหรับรถไฟความเร็วสูง
นก kingfisher ไม่ใช่สัตว์ชนิดเดียวที่สร้างแรงบันดาลใจให้กับชิ้นส่วนของรถไฟความเร็วสูง แพนโทกราฟ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อรถไฟกับแหล่งพลังงาน ก็มักจะส่งเสียงดัง นักวิจัยชาวญี่ปุ่นใช้ใบหน้าเว้าของนกฮูกและปีกที่มีฟันเลื่อยเพื่อออกแบบแพนโทกราฟใหม่และดูดซับเสียงดังนั้น
สัตว์อีกชนิดหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อการออกแบบแพนโทกราฟคือเพนกวิน มันมีรูปทรงที่ทำให้เคลื่อนที่ผ่านน้ำได้ง่ายเพื่อจับปลา แกนรองรับของแพนโทกราฟได้รับการออกแบบใหม่ให้เหมือนร่างกายของเพนกวินเพื่อลดแรงต้านทานลมและลดเสียงรบกวนทางอากาศพลศาสตร์

ด้วยแรงบันดาลใจจากธรรมชาติเหล่านี้ รถไฟความเร็วสูงรุ่นต่อๆ ไปของญี่ปุ่นจึงเร็วและเงียบขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น ผู้คนมากกว่า 64 ล้านคนสามารถเดินทางได้อย่างสงบและปลอดภัย ด้วยหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่ออกแบบมาอย่างดีและปลอดภัยที่สุดในโลก ชาวญี่ปุ่นเชื่อมั่นในโครงการของตนมากจนรถไฟความเร็วสูงแทบไม่มีเข็มขัดนิรภัย การขนส่งทางรถไฟผลิตก๊าซเรือนกระจกในปริมาณที่น้อยที่สุด นอกจากจะเร็วและปลอดภัยกว่า ด้วยชินคันเซ็น ช่วยป้องกันการเสียชีวิตบนท้องถนนมากกว่า 2,000 รายในญี่ปุ่น
ไม่ใช่แค่รถไฟความเร็วสูง แต่สิ่งประดิษฐ์ของมนุษย์อื่นๆ อีกมากมายก็ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ เราจะได้บทเรียนอะไรจากเรื่องนี้? ผมคิดว่าเป็นเรื่องยากที่สิ่งเช่นนี้จะเกิดขึ้นโดยบังเอิญ


Leave a Reply