一隻貓頭鷹靜靜地滑翔而過。許多假日旅行者可能希望飛機也能做到這一點。
“在飛機上,機翼的後緣是產生大部分噪音的地方,”英國劍橋大學的數學家賈斯汀·賈沃斯基(Justin Jaworski)告訴TechNewsDaily,“我的工作是研究開發理論模型來解釋後緣噪聲。”
最近,他和他的同事奈傑爾·皮克(Nigel Peake)透過數學方法證明,如果飛機設計師從貓頭鷹翅膀後緣的羽毛中汲取一些靈感,飛機機翼的噪音可以減少十倍。
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在他們最新的研究中,賈沃斯基和皮克發現貓頭鷹的翅膀特別安靜,部分原因是它們的後緣羽毛是柔韌且多孔的,允許一些空氣透過。當然,飛機的機翼是堅硬的。但兩人發現,如果飛機的機翼邊緣以特定方式穿孔,“理論上說,你應該能夠減少噪音,就像那裡根本沒有邊緣一樣,”賈沃斯基說。
真正的飛機制造商可能很難接受這個建議。賈沃斯基說,機翼上的孔可能會大大降低飛機的空氣動力學效能,這可能不符合公司的意願。此外,柔性後緣可能會在風中拍打,這也會降低空氣動力學效能。賈沃斯基說,這些問題將在以後的研究階段由其他工程師解決。他與實驗研究人員合作,以揭示他的想法中的工程權衡。
無論如何,這些發現仍處於最早階段,可能需要兩到三年的時間,才能在風洞中使用小型模型測試更安靜的飛機機翼的想法,賈沃斯基說。在風洞測試之後,還需要進行更多的研究,以確定這些想法在真正的飛機中是否具有成本效益。
與此同時,賈沃斯基說,劍橋的研究人員繼續改進他們的模型,並研究貓頭鷹的翅膀,以進一步瞭解它們安靜飛行的秘密。
在理論方面,下一步是研究貓頭鷹翅膀的其他特徵,這些特徵在鴿子等更嘈雜的拍打鳥類中並不常見。“我們對研究頂部的這種絨毛材料非常興奮,”賈沃斯基說,他指的是貓頭鷹翅膀上特有的柔軟覆蓋物。他說,絨毛覆蓋物在數學上很難建模,以前沒有人研究過它,它可能對安靜飛行特別重要。
賈沃斯基於 11 月 18 日在聖地亞哥舉行的美國物理學會主辦的會議上展示了他和皮克的研究成果。
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