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猫头鹰给灵感,科学家要打造无声风力涡轮机

2024-04-20 277

大自然常常是许多伟大发明的灵感来源,人们对鸟类的特殊构造自古就展现兴趣,像是乘气流飞行、抗寒的羽毛、敏锐的听觉功能等,这次科学家要研究的是猫头鹰,他们要找出猫头鹰无声飞行的原因,来降低风力涡轮机与飞机运转时的噪音。

猫头鹰是暗夜的掠食者,他可以在树冠下靠着锐利的视觉与听觉,找到低处的猎物之后,瞬间在树梢间穿梭补食,且不会发出任何翅膀拍动的声响,让猎物措手不及,这个特殊构造,让科学家着迷不已。

QUARTZ 报导,由剑桥大学教授 Nigel Peake,与来自维吉尼亚理工大学、理海大学、佛罗里达大西洋大学的应用数学、理论物理、工程学科学家组成的团队,已着手开始研究猫头鹰的特殊飞行功能,打造降低风扇噪音的材料,应用在巨型风力涡轮机的叶片,甚至飞机。

他们使用高分辨率的显微镜去观察猫头鹰的羽毛细节,发现三个特殊构造。第一个是毛茸茸的覆盖层,从上面看的话,很像森林的林冠,柔软的构造可以吸收频率超出 2,000 赫兹的声音;翅膀的前缘是像梳子一样平均间隔的刷毛,这种锯齿状的结构可使空气自然流过而不受阻,也就不会产生噪音;后缘的羽毛有多孔、弹性的穗状构造,可以防止气压突然变化,减少坚硬的翅膀制造出的声音。科学家表示,没有一种鸟有这种复杂的翅膀结构。

研究人员使用不同的材料做实验,包括一种质地类似新娘面纱的材料,但最后还是使用3D 打印的塑胶材料来测试风力涡轮机的叶片。结果在没有改变空气动力学功能下,噪音减少了 10 分贝。

报导指出,一但这种新的涂层被开发,不但能让涡轮机更安静,减少噪音污染,且因为噪音已经降低,就不需要降低运转速度,因此可提高效率。下一步科学家要测试正在运作的涡轮机,最终目的是应用在更高速、条件更复杂的飞机。

  • The unbelievably silent flight of owls inspired scientists to create a new noise-reducing material

(首图来源:Flickr / photophilde CC BY 2.0)

2019-03-16 05:30:00

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