Śmigłowce skorzystają z "wynalazku" humbaków
Obserwacje humbaków (Megaptera noveangliae) pozwoliły niemieckim inżynierom udoskonalić... helikoptery. Specjalistów z Niemieckiego Centrum Lotniczego i Kosmicznego (DLR) zainteresował fakt, że pomimo obecności olbrzymich płetw piersiowych, humbaki są w stanie wykonywać pod wodą skomplikowane akrobacje i błyskawicznie zmieniać kierunek poruszania się.
Rotor śmigłowca odpowiada za zapewnienie siły ciągu, kontrolę kierunku oraz prędkości. Gdy wirnik się obraca, jego łopata, która porusza się w tym samym kierunku, co śmigłowiec, szybciej przesuwa się do przodu niż łopata poruszająca się w kierunku przeciwnym. Ta różnica w prędkości powoduje powstawanie turbulencji, wibracji oraz jest przyczyną niestabilności. Te niekorzystne zjawiska nabierają na sile przy szybkim locie i zmianach kierunku. Możliwe jest też utrata siły nośnej przez łopatę poruszającą się w kierunku przeciwnym do śmigłowca.
Kai Richter i jego koledzy z DLR zastanawiali się, czy coś podobnego do guzów na płetwach piersiowych humbaka pomogłoby w udoskonaleniu wirników. Uczeni przeskalowali te guzy do rozmiarów wirnika i stworzyli gumowe pierścienie o średnicy 6 milimetrów. Następnie przymocowali po 186 takich pierścieni do krawędzi natarcia każdego z wirników.
Zaobserwowano, że taki zabieg znacząco zmniejszył zakłócenia pracy rotora. Piloci testowi potwierdzili, że widza różnicę w zachowaniu maszyny w powietrzu. Wyniki pierwszy lotów są na tyle obiecujące, że Niemcy złożyli wniosek patentowy i pracują nad udoskonaleniem swojego projektu. Oczywiście w przyszłości na łopaty wirników nikt nie będzie naklejał kawałków gumy. Odpowiedni kształt otrzymają one już w fabryce.
Komentarze (2)
jotunn, 1 lutego 2012, 17:48
Z budowy płetw humbaka wynika, że nie zawsze przepływ laminarny jest najlepszy - guzy na krawędzi natarcia płetw zaburzają swobodny przepływ wody, powodując przepływ turbulentny wokół górnej ich powierzchni i co było zaskakujące dla naukowców zwiększają znacząco ich siłę nośną.
Ten sam model budowy można wykorzystać do modyfikacji większości już istniejących konstrucji latających jak i pływających:
- śruby okrętowe - zmodyfikowane powinny ograniczyć zużycie paliwa statków
- płaty nośne wodolotów - ograniczenie ich wielkości
- skrzydła utralekkich samolotów - ograniczenie wielkości
- skrzydła samolotów transportowych - zwiększenie ich nośności lub zmniejszenie rozmiarów przy zachowaniu dotychczasowej
Podobne przykłady można mnożyć
mikroos, 2 lutego 2012, 06:56
To nie powinno dziwić - z tego samego powodu pofałdowaną powierzchnię mają np. piłeczki golfowe oraz stroje pływackie typu "skóra rekina" (których nazwa - nawiasem mówiąc - też nie wzięła się znikąd...). Nie wspomnę nawet o tym, że stosunkowo niewielka branża rowerowa już dawno wykorzystała to samo zjawisko, czyli delikatne zaburzenie przepływu powietrza w celu zmniejszenia skoku ciśnienia, który powstałby przy idealnym przepływie laminarnym, do produkcji coraz "szybszych" obręczy do kół rowerowych (http://www.racecar-engineering.com/wp-content/uploads/2011/04/zipp_404cc_dimples_600.jpg), a nawet ubrań kolarskich o fakturze optymalizującej przepływ powietrza wokół ciała zawodnika. Jestem wręcz zaskoczony, że branżą lotnicza - dysponująca gigantycznymi środkami na rozwój - dopiero teraz zauważyła te same zjawiska.