以貓頭鷹為例，科學(xué)家有望研發(fā)低噪音機(jī)翼

通過近距離接觸鳥類飛行的錯(cuò)綜復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們不斷解開可以幫助他們追求先進(jìn)空氣動(dòng)力學(xué)的秘密，這可能包括產(chǎn)生更少噪音的飛機(jī)。通過模擬貓頭鷹羽毛上的微觀結(jié)構(gòu)，歐洲的科學(xué)家們正在開發(fā)一種新型的飛機(jī)機(jī)翼，他們說可以在這個(gè)領(lǐng)域取得重要的收獲。

這項(xiàng)創(chuàng)新來自倫敦城市大學(xué)和德國亞琛工業(yè)大學(xué)的研究人員，并揭示了貓頭鷹羽毛前緣的微結(jié)構(gòu)的作用，這些微結(jié)構(gòu)被稱為finlets?？茖W(xué)家們首先通過高分辨率的微CT掃描收集了典型貓頭鷹羽毛的3D幾何數(shù)據(jù)，從而建立了一個(gè)可以通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究的數(shù)字模型。

這揭示了這些微結(jié)構(gòu)的作用是重新引導(dǎo)空氣流動(dòng)，使其表現(xiàn)得更加連貫。該團(tuán)隊(duì)受微結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，建造了一個(gè)擴(kuò)大的機(jī)翼，并在水隧道中進(jìn)行了測試，結(jié)果再次表明，它們可以重新引導(dǎo)和穩(wěn)定流過它們的氣流。

結(jié)果與團(tuán)隊(duì)的預(yù)期相反，即這種微觀結(jié)構(gòu)的曲率實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生微型渦流。相反，他們發(fā)現(xiàn)它們作為薄薄的導(dǎo)流板，共同作用，使流過翅膀的跨度變得平滑，讓貓頭鷹在空氣中靜靜地移動(dòng)。

該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在這一基本模型的基礎(chǔ)上，開發(fā)出技術(shù)版的機(jī)翼，并將利用它在風(fēng)洞測試中進(jìn)一步研究飛行的聲學(xué)效果。最終，我們的目標(biāo)是將這些類型的微結(jié)構(gòu)應(yīng)用到先進(jìn)的飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計(jì)中，從而有可能減少它們產(chǎn)生的噪音。

該研究發(fā)表在《生物靈感與仿生學(xué)》雜志上。
責(zé)編AJX