Дьявольский броненосный жук
Насекомое Nosoderma diabolicum, он же дьявольский броненосный жук, считается обладателем самого прочного панциря среди членистоногих. Изучение насекомого показало, что это не столько пассивная защита, сколько аналог экзоскелета с интегрированной броней. Детальные исследования помогли ученым из Университета Пердью (США) скопировать один из механизмов этой конструкции и применить его в создании двигателей.
Дьявольский броненосный жук может пережить наезд на него автомобиля весом более 1,5 тонн, что подтверждено экспериментально. Доказано, что крохотный жучок с длиной тела менее 2 см выдерживает нагрузку в 39 000 раз больше собственного веса. Достигается это не за счет прочности панциря, а благодаря особому строению шва между пластинами. Он подвижный и помогает распределять нагрузку на все тело насекомого.
Застежка панциря жука
Самый сложный и важный участок шва – так называемая «застежка», крепление двух жестких оконечностей пластин между собой. Она чем-то похожа на то, как соединяются между собой детали в обычном паззле, но гораздо сложнее и прочнее. Застежка удерживает пластины даже при огромной нагрузке, не позволяя им сорваться с места и развалить всю конструкцию панциря. Ученым удалось создать ее точную модель, на основе которой были изготовлены аналоги для лопаток двигательных турбин. Инженеры сконструировали композитную застежку вместо прежнего металлического крепления, и установили на нее композитную же лопатку турбины. Испытания такой конструкции показали, что она превосходит по прочности прежний вариант, но что еще интереснее – при критических нагрузках застежка не деформируется, как металлический крепеж, не аккумулирует напряжение в себе, а рассеивает энергию. Тот самый эволюционный механизм, который есть у дьявольского броненосного жука, теперь стал доступен и инженерам.