NEČUJNO LETENJE: Krila sove nova su inspiracija za inovacije u dizajnu turbina za zrakoplove

13/03/2023

Zagađenje bukom više je nego neugodno. Istraživanja su pokazala utjecaj buke na ribe, ptice pjevice i zdravlje ljudi. Ali sama priroda može ponuditi rješenje, a znanstvenici u Kini izvješćuju da dizajn koji se temelji na tome kako funkcioniraju krila sove može imati potencijal za smanjenje buke zrakoplova. Isti bi princip mogao funkcionirati za dronove i druge letjelice bez posade, kao i vjetroturbine.

Noćne sove proizvode oko 18 decibela manje buke od drugih ptica pri sličnim brzinama leta zbog svoje jedinstvene konfiguracije krila“, kaže autor Xiaomin Liu sa Sveučilišta Xi’an Jiaotong. “Štoviše, kada sova uhvati plijen, oblik krila se također stalno mijenja, tako da je proučavanje konfiguracije ruba krila tijekom leta sove od velikog značaja.”

Izvor: Shutterstock

Rezultati, objavljeni u časopisu Physics of Fluids, temelje se na modelima koje su znanstvenici koristili za procjenu posebne vrste šuma. Taj šum nastaje kada zrak struji preko stražnje strane aeroprofila. To uzrokuje turbulencije u zraku na gornjoj i donjoj površini lopatice ili druge strukture “krila”. Ovo je dominantan zvuk koji ljudi čuju iz motora aviona. To je također ono što mnogi gradovi žele smanjiti; autori primjećuju da zračna luka Heathrow u Londonu, na primjer, izdaje novčane kazne prijevoznicima zrakoplova kada se krše njezina stroga pravila o noćnoj buci.

Dugo je bilo teško pronaći uspješno rješenje. Došlo je do određenog poboljšanja kada se nazubljenja koriste u rotirajućim strojevima, ali je problem dosljedno modificirati sve moguće postojeće sustave. “Dizajn lopatica rotirajućih turbostrojeva postupno je sazrio, ali tehnologija smanjenja buke još uvijek je usko grlo“, kaže Liu. “Mogućnosti smanjenja buke konvencionalnih pilastih struktura su ograničene i potrebno je predložiti i razviti neke nove neglatke strukture.

Ima još posla za obaviti, ali izračuni buke i analiza napravljena na dizajnu temeljenom na krilima sove obećavaju. Jedno je otkriće, na primjer, da asimetrični dizajn smanjuje buku više od simetričnih.

Ipak, strojevi poput vjetroturbina rade u kompliciranoj dinamici protoka zraka. Još nije poznato kako se tehnike smanjenja buke ponašaju u nizu različitih strujanja zraka.

S druge strane, sova u letu također djeluje kao nešto kompliciraniji “stroj”. Sove manevriraju nečujnim klizanjem male brzine dok održavaju stabilnost, a sve se to temelji na čimbenicima koji uključuju složene zračne tokove i aerodinamičke principe. “Tihi let sova oslanja se na učinak spajanja više faktora“, pišu autori. “Ovi višestruki čimbenici zaslužuju posebnu pozornost za daljnji dizajn tihih rotirajućih strojeva i mikro-zračnih vozila.