近日，美國密歇根大學的研究團隊揭示了一項從高爾夫球設計中汲取靈感的創新技術，這項技術有望為水下航行器和空中飛行器的性能帶來革命性提升。研究的核心在于模仿高爾夫球表面的凹坑結構，以減少物體在移動時所遭遇的阻力。
高爾夫球之所以能飛得更遠，原因在于其表面的凹坑設計有效降低了壓差阻力。受此啟發，密歇根大學的研究人員開發了一種新型球形原型，其表面布滿了可調節的凹坑。這一原型在風洞實驗中接受了嚴格的測試，以驗證其性能。
據密歇根大學的助理教授安查爾·薩林介紹，如果水下航行器能夠裝備一種動態可編程的外層皮膚，將能顯著降低阻力，并減少對鰭或舵等傳統操控部件的依賴。通過主動調整表面紋理，航行器不僅能實現更精確的操控，還能提高效率和控制能力。這一技術在海洋探索、海底測繪及環境數據收集等領域展現出巨大的應用潛力。
為了制造這一原型，研究人員采用了一種特殊的方法：將一層薄薄的乳膠拉伸覆蓋在內部布滿微小孔洞的空心球體上。當真空泵啟動時，乳膠被吸入孔洞，形成凹坑；關閉真空泵后，球體表面則恢復光滑。為了測量凹坑對阻力的影響，研究人員在長達三米的風洞中進行了實驗，通過改變風速和凹坑深度，利用應變傳感器和高速攝像機記錄并分析數據。
實驗結果顯示，在高風速條件下，較淺的凹坑表現出更佳的減阻效果；而在低風速下，較深的凹坑則更具優勢。通過調節凹坑深度，研究人員成功地將阻力降低了高達50%，與光滑球體相比，這一成果令人矚目。
密歇根大學的博士后研究員羅德里戈·比倫布拉萊斯-加西亞指出，這種自適應皮膚裝置能夠感知氣流速度的變化，并相應地調整凹坑深度，以保持最佳的減阻效果。將這一技術應用于水下航行器，不僅能顯著減少阻力，還能有效降低燃料消耗。
研究人員還發現，這種帶有紋理的表面還能產生升力，有助于控制球體的方向。通過僅在一側激活凹坑，他們改變了空氣流動模式，從而產生了一種推動球體向特定方向移動的力。測試表明，在合適的凹坑深度下，球體能夠產生高達阻力80%的升力，這一效果與通常需要持續旋轉才能產生的馬格努斯效應相似。
密歇根大學的研究生普圖·布拉曼達·蘇達納對這一發現表示驚訝：“如此簡單的辦法竟能產生與馬格努斯效應相當的結果，這確實令人意想不到。”
這一創新技術的成功不僅為水下航行器和空中飛行器的性能提升提供了新的思路，也為未來無人航行器的發展開辟了新的方向。通過進一步的研究和完善，這一智能動態皮膚技術有望成為無人空中和水下航行器領域的變革性成果。
