Киригами-парашют

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Не ошибусь, если скажу, что все читатели «Химии и жизни» знают, что такое оригами. Да, это японский вид декоративно-прикладного искусства, заключающийся в складывании фигурок из бумаги. Название происходит от японских слов «ори» — «складывать» и «ками» — «бумага». Самодельные бумажные кораблики, которые мы в детстве складывали из листка бумаги и пускали в плавание по весенним ручьям, самолетики и журавлики — всё это примеры оригами.

Но, полагаю, что мало кто из вас знает, что такое киригами. А между тем это тоже традиционное японское декоративно-прикладное искусство работы с бумагой. Только в данном случае дело не ограничивается одними сгибами, в ход идут еще и ножницы, делающие надрезы и разрезы. Название происходит от японских слов «киру» — «резать» и «ками» — «бумага». Техника киригами позволяет превращать плоский лист бумаги в изысканные объемные формы.

В моем советском детстве на уроках труда в школе мы делали из цветной бумаги новогодние фонарики на елку — в технике киригами. Очень просто и волшебно с точки зрения результата.

Однако сегодня киригами вышло далеко за пределы искусства и стало настоящим инструментом инженерии. В Вирджинском политехническом институте применили эту технологию для разработки очень прочного и при этом легко отклеивающегося от поверхности скотча (Nature Materials).

Оказалось, что если нанести в определенных местах клейкой ленты надрезы V-образной формы, то лента станет в 60 раз прочнее, но отклеиваться от поверхности будет легко. При этом материал скотча значения не имеет — этот способ работает и с упаковочной лентой, и с медицинским пластырем.

Оказалось, что такой крепкий скотч, усиленный с помощью надрезов, отлично работает, используя ребра жесткости. Исследователи заклеили две коробки, одну обычным скотчем, а другую — надрезанным. А затем стали сбрасывать на них кирпичи и смотреть на результат.

Два кирпича раздавили коробку с обычным скотчем всмятку, а сама лента отклеилась. А коробке, заклеенной киригами-скотчем, хоть бы что: кирпичи не только ее не раздавили, но еще и отскакивали от крышки.

А вот еще одно техническое решение, которое стало возможным благодаря киригами — новый тип парашюта. Конструкторы из Монреальского политехнического института в Канаде взяли плоский пластиковый диск, в котором сделали лазерным резаком многочисленные прорези в шахматном порядке. Если теперь в центре диска прикрепить груз, то изначально плоская заготовка при падении развернется в сетку в форме вазы-купола, в случае если диск был не слишком толстым и на нем было достаточно прорезей подходящего рисунка (Nature).

При этом парашют летит вверх ногами. Груз прикреплен к вершине купола (или к центру пластинки), он-то и тянет купол вниз и заставляет его раскрываться. Это как будто вы летите, ухватившись за ручку зонтика, который ветром вывернуло наружу (на рисунке парашют присоединен к бутылке с водой).

Но оказалось, что такая конструкция обеспечивает киригами-парашюту беспрецедентную точность посадки — они всегда приземляются рядом с целью в отличие от обычных парашютов с грузом. И это отлично подойдет для доставки грузов по воздуху, в том числе гуманитарной помощи, в сложных районах, где точность доставки критична.

Конструкторы пока успешно экспериментируют с киригами-парашютами разного диаметра, от сантиметра до метра, которые ведут себя отлично хоть в аэродинамической трубе, хоть в свободном падении, отцепившись от дрона на 60-метровой высоте. Инженеры полагают, что киригами-парашюты будут дешевле в производстве и безопаснее для парашютистов, которым самим приходится складывать парашют, что не так просто.