Новое исследование показало, как вдохновение из совиных крыльев может сделать самолеты и ветряные турбины тише.Исследователи из Японии и Китая изучили зазубрины на переднем крае крыльев сов, чтобы по-новому взглянуть на то, как они работают, чтобы сделать полет птиц бесшумным.Их результаты, опубликованные в журнале Bioinspiration and Biomimetics, указывают на потенциальные механизмы подавления шума в ветряных турбинах, самолетах, многороторных беспилотных летательных аппаратах и других машинах.Ведущий автор, профессор Хао Лю из Университета Чиба, Япония, сказал: «Совы известны своим бесшумным полетом благодаря своим уникальным характеристикам крыльев, которые обычно характеризуются зазубринами на передней кромке, бахромой на задней кромке и бархатистыми поверхностями.
«Мы хотели понять, как эти особенности влияют на производство аэродинамической силы и снижение шума, и можно ли их применить где-нибудь еще».Исследователи проанализировали модели крыльев из перьев совы с зазубринами на передней кромке и без них, объединив моделирование больших вихрей — математическую модель турбулентности, используемую в вычислительной гидродинамике для моделирования воздушных потоков, — а также скорость изображения частиц (PIV) и силу измерения в низкоскоростной аэродинамической трубе.
Они обнаружили, что зубцы передней кромки могут пассивно управлять переходом между ламинарным или обтекаемым потоком воздуха и турбулентным потоком воздуха над верхней поверхностью крыла при углах атаки (AoA) от нуля до 20 градусов. Это означает, что они играют решающую роль в создании аэродинамической силы и звука.Профессор Лю сказал: «Однако мы обнаружили, что существует компромисс между созданием силы и шумоподавлением.
Зазубренные передние кромки ухудшают аэродинамические характеристики при угле обзора менее 15 ° по сравнению с чистыми передними кромками, но могут обеспечить снижение шума и аэродинамику. производительность при AoA выше 15 °, чего часто достигают крылья совы в полете.«Эти совиные зубцы на передней кромке, если их применить к лопастям ветряных турбин, крыльям самолетов или роторам дронов, могут обеспечить полезную биомиметическую конструкцию для управления потоком и снижения шума.
«В то время, когда проблемы шума являются одним из основных препятствий для строительства ветряных турбин, например, метод снижения шума, который они производят, весьма приветствуется».