"Совиный" материал повысит эффективность ветряных электростанций

"Совиный" материал повысит эффективность ветряных электростанций

Ученые из Кембриджа (Великобритания), совместно с коллегами из США, разработали материал, имитирующий структуру поверхности совиных крыльев. Покрыв этим материалом турбины, можно сделать их работу существенно тише, а значит и снять с них дополнительную мощность. В перспективе это может пригодиться и в самолетостроении. Свою разработку англо-американский коллектив представил на конференции по аэронавтике Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA).

Многие совы, такие, как обыкновенная сипуха или бородатая неясыть, славятся своим умением летать абсолютно бесшумно. Это позволяет им эффективно охотиться на грызунов, которые просто не слышат приближения хищника. Британские и американские ученые решили разобраться в том, как совам это удается, и изучили микроструктуру поверхности их крыльев.
 
Оказалось, что маховые перья сов покрыты пухом, который напоминает верхушки деревьев в лесу, если смотреть на них сверху. Кроме того, совиные крылья имеют гибкий гребень из расположенных через равные промежутки щетинок на своей передней кромке и эластичную бахрому на задней. Совы — единственные птицы, имеющие столь сложную структуру поверхности крыла. «Большую часть шума от любого крыла — будь то крыло птицы, самолета, или ветряка — производит его задняя кромка, где воздушный поток, обтекающий крыло, становится турбулентным, — объяснил руководитель исследования, профессор Найджел Пик (Nigel Peake) из Кембриджа. — Структура совиного крыла снижает шум, делая поток более гладким».
 
Ученые начали разработку аналогичного искусственного материала. В ранних экспериментах они обтягивали уменьшенные копии лопастей турбин материалом, похожим на ткань, из которой сделана свадебная фата. Это позволило снизить производимый турбиной шум на 30 децибел (Дб), без какого-либо ухудшения аэродинамических свойств.
 
Однако обтягивать крылья и лопасти «свадебной фатой» оказалось не слишком удобно, поэтому ученые создали аналогичный по структуре материал, напечатанный из пластика на 3D-принтере. Обтянув им сегмент лопасти настоящего ветряка и проведя тесты в аэродинамической трубе, они убедились, что громкость работы лопасти снижается на 10 Дб, опять же без ущерба для аэродинамики.
 
Эта разработка, как ожидается, позволит значительно повысить эффективность ветряных электростанций. Ведь теперь они могут вертеться быстрее, производя меньше шума. Для ветряка средних размеров это означает выигрыш в мощности в несколько мегаватт (мВт).
 
Возможно, в будущем «совиным» материалом также будут обтягивать крылья самолетов, чтобы их полет стал тише.
 
Эта разработка — пример бионики, перспективного научного подхода, когда при разработке новым материалов и механизмов ученые используют «прототипы» из живой природы. Например, недавние наблюдения за «походкой» осьминогов собираются применить при конструировании роботов, а анализ зимней спячки медведей помогает понять, как погрузить космонавтов в анабиоз.
  • Дата публикации: 24.06.2015
  • 125

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться