מכה בטוחה – הדף ללא הרף

מאת: יעל הלפמן כהן

מנגנון ספיגת ההדף של הנקר נותח על-ידי קבוצת מחקר מאוניברסיטת צפון קרולינה באמצעות הדמיות של מבנה השלד הפנימי. הניתוח הוביל לפיתוח מערכת ספיגת הדף בעלת סיבולת גבוהה יותר לכוחות ג'י.

נקר נוקש על גזע העץ בקצב מפליא של כ- 20 פעמים בשנייה. כיצד גופו צולח את ההדף בהצלחה ללא סימן לפגיעה או לנזק מוחי? הנקר כבר נחקר בעבר במטרה להבין כיצד עובדת מערכת ספיגת ההדף שלו, ואף נזקף לזכותו פיתוח ביומימטי של גרזן שפותח על ידי חברת מחנאות איטלקית.
מחקר שפורסם לאחרונה בעיתון Bioinspiration & Biomimetics שופך אור על מנגנון ספיגת ההדף של הנקר. קבוצת מחקר מאוניברסיטת צפון קרוליינה מהמחלקה להנדסה מכאנית ניתחה את מבנה השלד הפנימי של נקר מוזהב החזה (golden-fronted woodpecker) באמצעות הדמיות טומוגרפיות. בוצעו הדמיות של מבנה ראש הנקר לרבות המקור, עצם הלשון, העצמות הספוגיות בקדמת הגולגולת ונוזלי המוח.

לרכיבים השונים בראש הנקר תפקידים שונים בספיגת ההדף. כך למשל מקור הנקר מתפקד כאיזמל אפקטיבי בחיתוך העץ והוא בעל יכולות השחזה עצמית. עצם ספוגית הממוקמת בקדמת המצח מונעת נזק מוחי ולעצם הגולגולת תפקיד משמעותי בפיזור ההדף. מבנה זה מאפשר לנקר לקדוח חורים בעץ תוך הפחתת כוחות הגזירה המופעלים על מוחו.
האם מבנה זה יאפשר לנקר לנקוש גם על משטחים אחרים? תשובה לכך תוכלו למצוא בסרטון הנקר המבולבל.

בהשראת מבנה זה תוכננה מערכת לספיגת הדף להתקנים קטנים בעלת פוטנציאל לשיפור הסיבולת לכוחות ג'י. המערכת כוללת:
• שכבה חיצונית בעלת חוזק גבוה המגנה על ההתקן מפגיעה פיסית בדומה למקור הנקר.
• שכבה צמיגית ואלסטית המפזרת את התנודות המכאניות בדומה לעצם הלשון.
• מבנה נקבובי עמיד המדכא מעבר של תנודות מכאניות בדומה לעצם הספוגית
• שכבה נוספת בעלת חוזק רב בדומה לעצם הגולגולת.
המערכת מיועדת להתקנים קטנים החשופים לשוק מכאני. כיום יש צורך בהתקנים בעלי סיבולת גבוהה יותר לכוחות ג'י לשימוש בסביבות בעלות כוחות ג'י גבוהים. בניסויים שנערכו באמצעות פטיש אויר אכן נמצא שיפור משמעותי של מערכת זו בסיבולת לכוחות ג'י.


למקור הידיעה