เรียนรู้เกี่ยวกับนกฮูก

ทีมนักวิจัยที่ศึกษาเกี่ยวกับเสียงของการบินของนกฮูก ซึ่งรวมถึง Justin W. Jaworski ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและกลศาสตร์ที่ Lehigh's PC Rossin College of Engineering and Applied Science กำลังทำงานเพื่อระบุกลไกที่ทำให้เกิดความเงียบเสมือนนี้เพื่อปรับปรุงมนุษย์ - ทำการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ของกังหันลม เครื่องบิน เรือเดินสมุทร และแม้แต่รถยนต์ ตอนนี้ ทีมงานประสบความสำเร็จผ่านการทดลองทางกายภาพและการสร้างแบบจำลองทางทฤษฎี ในการใช้กระโจมขนของนกฮูกเป็นต้นแบบเพื่อสร้างแรงบันดาลใจในการออกแบบอุปกรณ์ติดปีกแบบพิมพ์ 3 มิติ ที่ช่วยลดเสียงกังหันลมได้ถึง 10 เดซิเบล โดยไม่ส่งผลกระทบต่อหลักอากาศพลศาสตร์ พวกเขาได้ตรวจสอบเพิ่มเติมว่าการออกแบบดังกล่าวสามารถลดความขรุขระและเสียงรบกวนที่ขอบได้อย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เสียงที่ขอบด้านหลังจะพบได้บ่อยในการใช้งานความเร็วต่ำ และตั้งค่าระดับเสียงรบกวนขั้นต่ำ ความสามารถในการลดเสียงปีกมีความหมายมากกว่ากังหันลม เนื่องจากสามารถนำไปใช้กับสถานการณ์ด้านอากาศพลศาสตร์อื่นๆ เช่น เสียงที่เกิดจากอากาศที่ไหลผ่านช่องประตูและหน้าต่างรถยนต์ การค้นพบของพวกเขาจะได้รับการตีพิมพ์ในเอกสารสองฉบับที่กำลังจะมาถึง ฉบับหนึ่งเรียกว่า "การควบคุมเสียงรบกวนส่วนท้ายที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพ" ใน American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal และอีกฉบับหนึ่งเรียกว่า "หลังคาชีวภาพที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการลดเสียงรบกวน" ในวารสาร ของเสียงและการสั่นสะเทือน นักวิจัยจากลีไฮ เวอร์จิเนียเทค มหาวิทยาลัยฟลอริดาแอตแลนติก และมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ได้ศึกษาดูเฉพาะส่วนขนอ่อนที่ประกอบเป็นพื้นผิวปีกบนของ นกฮูก ขนาดใหญ่หลายตัว ซึ่งเป็นคุณลักษณะทางกายภาพที่ไม่เหมือนใคร แม้แต่ในหมู่นกที่เอื้อต่อการบินโดยไม่มีเสียงของนกฮูก เท่าที่เห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ขนเป็ดประกอบด้วยขนที่มีโครงสร้างคล้ายกับป่า ในตอนแรกขนจะขึ้นเกือบตั้งฉากกับพื้นผิวขนนก แต่จากนั้นจะโค้งงอไปตามทิศทางการไหลเพื่อสร้างหลังคาที่มีหนามประสานกันที่ด้านบน - เส้นใยไขว้กัน ในการทดลองของพวกเขา: การแขวนผ้าตาข่าย (การออกแบบดั้งเดิมของพวกเขาใช้วัสดุผ้าคลุมหน้างานแต่งงาน!) ออกแบบมาเพื่อเลียนแบบผลกระทบของหลังคาเหนือกระดาษทราย - เพื่อสร้าง "ความหยาบ" - และจำลองการไหลของอากาศโดยใช้อุโมงค์ลมเวอร์จิเนียเทควอลล์เจ็ต . หลังจากตระหนักว่าการใช้หลังคาทิศทางเดียว - โดยนำเส้นใยไขว้ออกแล้ว - มีประสิทธิภาพมากที่สุด - เนื่องจากไม่สร้างเสียงรบกวนความถี่สูงจากหลังคาผ้า แต่ยังคงลดพื้นผิวที่สร้างเสียงรบกวน ความดัน - พวกเขาสร้างสิ่งที่แนบมาด้วยพลาสติกที่พิมพ์ 3 มิติซึ่งประกอบด้วย "finlets" ขนาดเล็กที่สามารถติดกับ airfoil (หรือปีก) การประดิษฐ์ Finlet อาจได้รับการดัดแปลงให้เข้ากับการออกแบบปีกที่มีอยู่และใช้ร่วมกับกลยุทธ์การลดเสียงรบกวนอื่น ๆ เพื่อให้ได้การลดเสียงรบกวนที่ดียิ่งขึ้น Jaworski กล่าวว่า "การออกแบบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดของเราเลียนแบบเส้นใยขนอ่อนของปีกนกฮูก "หลังคาของพื้นผิวปีกนกเค้าแมวช่วยดันการไหลของน้ำที่มีเสียงดัง การออกแบบของเราเลียนแบบแบบนั้นแต่ไม่มีเส้นใยไขว้ สร้างรั้วแบบทิศทางเดียว ซึ่งโดยหลักแล้วมันดีกว่านกฮูก"