چهارشنبه 27 تیر 1397 | به روز شده: 2 دقیقه قبل

HAMSHAHRIONLINE

The online version of the Iranian daily Hamshahri
ISSN 1735-6393
یکشنبه 18 تیر 1396 - 12:45:09 | کد مطلب: 375605 چاپ

الهام از بال جغد‌ها برای کاهش صدای هواپیما

دانش > دانش - همشهری آنلاین:
جغد‌ها در هنر پرواز بدون صدا استادند، زیرا برای شکار در شب به این مهارت نیاز دارند و اکنون دانشمندان معتقدند می‌توانند از تکنیک پرواز جغد‌ها برای بی‌صدا شدن توربین‌های بادی و هواپیماها استفاده کرد.

براساس گزارش ساينس الرت، مهارت پرواز بي‌صداي جغد به واسطه دندانه‌دندانه بودن لبه‌هاي جلو بال‌هاي اين پرنده ايجاد شده‌است. اين شكل خاص مي‌تواند به كاهش صداي ناشي از عبور جريان باد از كنار پره‌ةاي فلزي نيز كمك كند و دانشمندان براي اثبات اين موضوع از مدل‌هاي رايانه‌اي و تونل‌هاي باد استفاده مي‌كنند.

گروهي از محققان دانشگاه چيبا در ژاپن دريافته‌اند كه دندانه‌دار بودن لبه خارجي بال جغد‌ها روند انتقال جريان هوا را وضعيت آشفته به آرام كنترل مي‌كند و همين اصل را نيز مي‌توان در دستگاه‌هاي دست‌ساز بشر پياده كرد.

محققان با ايجاد مدل‌هايي از بال كه به الهام از بال جغد‌ها ايجاد شده‌بود،‌ آنها را با وجود و بدون وجود دندانه‌ها مورد آزمايش قرار دادند. مطالعات پيشين نشان داده بودند دندانه‌هاي شانه مانند روي بال‌هاي جغد نشان داده بودند،‌اما اطلاعات چنداني درباره كارايي آنها وجود نداشت.

اين مدل‌ها در شبيه‌سازي‌هاي بزرگ صوتي، مدل استاندارد رياضي براي مطالعه جريان هوا، و در تونل باد كم سرعت با استفاده از شتاب‌سنجي تصوير ذره‌اي يا PIV و ديگر نيروها مورد بررسي قرار گرفتند.

نتايج نشان داد دندانه‌دار بودن لبه خارجي بال‌ها مي‌تواند روند انتقال ميان جريان هواي ثابت و جريان هواي آشفته در طول سطح بالايي بال را در زاويه حمله، ارتباط ميان زاويه بال و جهت جريان باد را كنترل كند. به بياني ديگر اين دندانه‌ها براي مديريت نيروي آيروديناميك و توليد صوت بسيار حياتي هستند: مي‌توانند صداهاي شديد با فركانس بالاي ناشي از برخورد باد به بال‌ها را به صداهاي ريزتر و كوچكتري تبديل كنند.

دانشمندان همچنين دريافتند ميان توليد نيرو و سركوب صدا ارتباط مستقيمي وجود دارد. در زاويه حمله‌اي كمتر از 15 درجه بال‌هاي دندانه‌دار نسبت به بال‌هاي بدون دندانه، عملكرد آيروديناميك را كاهش مي‌دهند. زماني كه اين زاويه به بيش از 15 درجه مي‌رسد،‌عملكرد آيروديناميك و كاهش صدا بهبود پيدا مي‌كند.