研究團隊發現，可編程凹槽不僅能減阻，還能產生升力。

密歇根大學的工程師團隊研發出一款具有動態調節凹槽的球形原型裝置。這些凹槽能根據氣流變化實時調整，顯著降低阻力，并在無需尾翼、方向舵或旋轉部件的情況下實現精準運動控制。這項受高爾夫球啟發的創新技術，有望為高效高機動性的空中及水下載具開辟新道路。

研究作者安查爾·薩林解釋道："水下載具采用這種可編程動態外皮后，既能大幅降低阻力，又可省去用于操控的突出部件（如鰭或舵）。通過主動調節表面紋理，載具能以更高效率和可控性實現精準機動。"

眾所周知，高爾夫球表面的凹槽能通過擾亂球體周圍的邊界層來降低壓差阻力，使其飛行距離比光滑球體增加約30%。基于這一原理，密歇根團隊開發出"智能表皮"系統 —— 采用真空泵控制、覆蓋乳膠的中空球體，其凹槽可隨時啟閉。

實時減阻實驗

研究人員將這種自適應球體置于風洞中，通過載荷傳感器測量不同風速下的阻力，同時利用激光成像和氣溶膠粒子可視化氣流形態。結果顯示：淺凹槽在高風速時減阻效果最佳，深凹槽則在低速時表現更優。在所有測試條件下，動態凹槽系統相較光滑球體最高可減少50%阻力。

合作作者羅德里戈·維倫布拉雷斯-加西亞指出："這套自適應系統能感知來流速度變化，并相應調整凹槽深度以維持減阻效果。將該技術應用于水下載具將有效降低阻力與燃料消耗。"

無部件轉向技術

除減阻外，團隊發現可編程凹槽還能產生升力。通過單側激活凹槽形成非對稱表面，可改變流動分離狀態并偏轉尾流，從而推動球體向凹槽側移動，實現可控橫向位移。

合作作者普圖·布拉曼達·蘇達薩納表示："這種簡易方法竟能達到需要持續旋轉的馬格努斯效應類似效果，令人驚喜。對于注重機動性而非速度的緊湊型球形探測潛艇而言，該技術有望減少多推進系統的配置需求。"

未來應用前景

這項創新或將徹底改變緊湊型無人潛艇和無人機的設計范式。團隊計劃與材料科學、軟體機器人專家合作，優化自適應表皮技術的實際應用。未來版本可能采用能根據環境信號自動調節紋理的響應材料，實現更強的適應性。

薩林總結道："這項智能動態表皮技術將成為無人載具領域的顛覆者，它以輕量化、高能效、快速響應的特性，為傳統鉸接式控制面提供了革命性替代方案。通過實時適應流動變化，該技術不僅能增強機動性、優化性能，還將為載具設計開啟全新可能。"

該項研究成果已發表于《流動》與《流體物理學》期刊。

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