เทคโนโลยี : นกกระเต็นช่วยพัฒนารถไฟหัวกระสุนของญี่ปุ่นได้อย่างไร
ชินคันเซ็น หรือ รถไฟหัวกระสุนของญี่ปุ่น เป็นที่รู้จักไปทั่วโลกในฐานะนวัตกรรมล้ำสมัยที่สามารถวิ่งด้วยความเร็วสูงและมีเสียงเงียบ แต่ก่อนที่จะได้รับการพัฒนามาถึงจุดนี้ ชินคันเซ็นเคยแผดเสียงดังเวลาที่แล่นผ่านอุโมงค์ แต่ความช่างสังเกตของวิศวกรคนหนึ่งช่วยให้เขานำเอาลักษณะอันโดดเด่น ของนกกระเต็นมาช่วยพัฒนารถไฟหัวกระสุนนี้ให้วิ่งได้โดยไม่ส่งเสียงดังเหมือนในอดีต
ชินคันเซ็นเริ่มให้บริการครั้งแรกในปี 1964 ซึ่งในช่วงเริ่มต้นของบริการ รถไฟความเร็วสูงนี้ได้ก่อมลพิษทางเสียงเวลาที่มันแล่นผ่านอุโมงค์ เพราะเสียงดังกล่าวได้รบกวนทั้งผู้โดยสาร สัตว์ต่าง ๆ และชาวบ้านที่อาศัยอยู่ในบริเวณใกล้เคียง
เสียงดังกล่าวเกิดขึ้นจากการที่อากาศด้านหน้ารถไฟถูกอัดเข้าด้วยกันตอนที่รถวิ่งเข้าอุโมงค์ อากาศที่ถูกอัดทำให้เกิดคลื่นเสียงและเมื่อรถวิ่งออกจากอุโมงค์จึงเกิดเสียงดังขึ้นเหมือนเสียงปืนใหญ่ อากาศดังกล่าวยังทำให้รถไฟช้าลงเหมือนกับแล่นผ่านน้ำด้วย
หนึ่งในทีมวิศวกรผู้พัฒนาชินคันเซ็น จึงพยายามแก้ปัญหาดังกล่าว โดยนำสิ่งที่เขาสังเกตเห็นจากจงอยปากของนกกระเต็นที่ทั้งยาวและแหลม ซึ่งเป็นรูปทรงที่เหมาะสมสำหรับการพุ่งลงน้ำ เพราะมีความยาว แคบ และเพรียวลม ของเส้นผ่านศูนย์กลางที่เพิ่มขึ้นสม่ำเสมอตั้งแต่ปลายจงอยไปยังส่วนหัว อันเป็นคุณสมบัติที่ช่วยลดแรงกระแทกเมื่อนกพุ่งลงน้ำ เพราะทำให้น้ำลื่นไหลผ่านส่วนจงอย มากกว่าที่จะถูกผลักดันไปข้างหน้า
ทีมสร้างรถไฟได้ศึกษารูปทรงจงอยปากนกแล้วนำมาออกแบบส่วนหัวรถไฟ ปรากฏว่าเมื่อทดลอง หัวรถไฟดังกล่าวช่วยให้รถไฟวิ่งได้เร็วขึ้นและเงียบขึ้น ทั้งยังมีสมรรถนะเพิ่มขึ้น และมีแรงต้านของอากาศลดลง 30%
รถไฟชินคันเซ็นวิ่งให้บริการแก่ผู้โดยสารด้วยความเร็วสูงสุด 320 กม./ชม. แม้ว่าจะสามารถทำความเร็วได้สูงสุดถึง 443 กม./ชม.ในการทดสอบเมื่อปี 1996 และชินคันเซ็นยังสร้างสถิติรถไฟที่วิ่งเร็วที่สุดในโลกด้วยความเร็ว 603 กม./ชม.ในการทดสอบขบวนแม็กเลฟ (maglev) ที่ใช้เทคโนโลยีแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อปี 2015
ที่มา
https://www.bbc.com/thai/features-47784888
