Китайские ученые вдохновились совиными крыльями, чтобы спроектировать аэродинамические профили лопастей двигателей. Зазубренный край крыла обеспечивает совам бесшумный полет, и аналогичная конструкция поможет снизить шум самолетов, дронов и ветряных турбин. Это позволит снизить уровень шумового загрязнения. Статья опубликована в журнале Physics of Fluids.
Звуки, производимые авиационными и газотурбинными двигателями, вносят основной вклад в шумовое загрязнение, представляющее собой серьезную проблему для некоторых районов. В настоящее время конструкции лопастей двигателей постепенно совершенствуются, но шумоподавление по-прежнему остается нерешенной задачей. Чтобы решить эту проблему, ученые из Сиань Цзяотунского университета обратились к природе.
«Шум, издаваемый совами, на 18 децибел меньше, чем тот, который сопровождает полет других птиц. Это достигается за счет уникальной конфигурации совиных крыльев, — говорит соавтор исследования Сяоми Лю. — При этом во время охоты форма крыльев совы постоянно изменяется, поэтому важнейшее значение имеет изучение конфигурации кромки крыла во время полета».
Шум возникает, когда воздушный поток проходит вдоль задней части аэродинамического профиля крыла. Поток образует турбулентный слой воздуха вдоль верхней и нижней поверхностей профиля, который рассеивается, когда проходит через заднюю кромку крыла и производит звук. Бесшумный полет совам обеспечивает зазубренный край их крыльев.
Ученые провели подробные теоретические исследования упрощенных аэродинамических профилей с характеристиками, напоминающими крылья совы. Улучшение условий потока воздуха вокруг задней кромки профиля и оптимизация ее формы подавили шум. При этом асимметричные зубцы уменьшали шум эффективнее, чем их симметричные аналоги.
Снижение шума зависело от условий эксплуатации, поэтому конструкции аэродинамического профиля следует проектировать для конкретных применений. Например, ветряные турбины характеризуются сложными входящими потоками, которые требуют более сложной технологии снижения шума.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
