ساخت هواپیمای بی صدا به کمک جغد
به گزارش سیناپرس، ساختار پرهای جغد دارای دندانه های خاصی است که به وی امکان می دهد بدون تولید هیچ صدایی به طعمه خود نزدیک شود.
این دندانه ها که در لبه جلویی بال وی قرار گرفته و شامل ساختارهای شانه مانندی هستند که با ایجاد اختلال در پیچش های چرخشی متلاطم و فرکانس بالا، بر جریان هوا تأثیر گذاشته و امکان حرکت و پرواز بی صدا را فراهم می کند. در جغدها، این دندانه ها در گونه های شب زی بیشتر از گونه‌های روزانه توسعه یافته اند.
باید در نظر داشت کنترل و مهار آلودگی صوتی در مناطق شهری یک هدف مهم زیست محیطی برای بسیاری از پژوهشگران است و در موتورهای توربینی مانند موتورهای توربین بادی، هواپیماها و هواپیماهای بدون سرنشین، این صدای تولید شده از بخش انتهایی است که منبع اصلی صدای ناخواسته محسوب می شود.
به تازگی، تیمی از پژوهشگران دانشگاه شیان جیائوتنگ در چین، به بررسی ویژگی‌های منحصر به فرد بال های جغد پرداخته و ساختار بدن این پرنده را برای اطلاع از طراحی جدید ایرفویل به منظور کاهش صدای لبه‌های انتهایی بررسی کرده اند.
شیائو مین لیو، سرپرست تیم پژوهشی فوق درباره این موضوع گفت: جغد های شبگرد در سرعت پرواز مشابه، به دلیل پیکر بندی منحصربه فرد بال هایشان، حدود ۱۸ دسی بل صدای کمتری نسبت به پرندگان دیگر تولید می کنند. به گزارش سیناپرس، علاوه بر این، شکل بال های جغد هنگامی که طعمه خود را می گیرد، دائما در حال تغییر است. بنابراین مطالعه پیکربندی لبه بال در طول پرواز جغد از اهمیت زیادی برخوردار است.
به گزارش سیناپرس، مطالعات پژوهشگران با استفاده از مدل ایرفویل نشان داد لایه ای از هوا که روی سطح بالایی و پایینی بال قرار دارد به عنوان لایه مرزی شناخته می شود که در سمت لبه عقب ساختار بال های این پرنده ضخیم تر است. بنابراین، نویز لبه انتهایی زمانی ایجاد می شود که این لایه مرزی در امتداد پشت ایرفویل جریان پیدا کرده و از طریق لبه انتهایی برگردد. در این نقطه هوا پراکنده شده و انرژی صوتی ایجاد می کند.
طی این پژوهش، محققان مجموعه ای از اطلاعات به دست آمده را با استفاده از نرم افزار محاسبه و تحلیل نویز مورد بررسی قرار دادند که روی طرح های ایرفویل با ویژگی هایی الهام گرفته از لبه های دندانه دار موجود در بال های جغدهای شبگرد اعمال می شود.به گزارش سیناپرس، این شبیه سازی نشان داد که سر و صدا و آلودگی صوتی از بین رفته و نکته جالب اینکه دندانه های نامتقارن تأثیر بیشتری نسبت به متقارن دارند.
گفتنی است که مطالعات قبلی نشان داده اند که این روش شبیه سازی اگرچه موثر است، اما در کاهش صدای ایجاد شده توسط ابزارهای مختلف یکسان نبوده و به کاربرد نهایی آن ها بستگی دارد.
به گزارش سیناپرس، لیو در این رابطه توضیح داد: در حال حاضر، طراحی تیغه های توربو ماشین های دوار به تدریج رشد کرده است اما فناوری کاهش نویز هنوز در پیشرفت چندانی نداشته و قابلیت های کاهش نویز سازه های دندان اره‌ای معمولی محدود است.
محققان تلاش می کنند با کمک ساختار بدن جغدها بتوانند در آینده هواپیماها و سایر ابزارهای پروازی فاقد صدا تولید کنند.
شرح کامل این پژوهش و یافته های به دست آمده از آن در مجله تخصصی Physics of Fluids منتشر شده است.
مترجم: رضوان خندان
No tags for this post.
