Baykuş Kanatları Bize Daha Sessiz Türbinler ve Uçaklar Yapmayı Öğretebilir!

Baykuşlar avlarına doğru fark ettirmeden süzülebilmek için sessiz uçma sanatında ustalaşmıştır. Bilim insanları bu hayvanların kanatlarının ön tarafındaki tırtıklı köşeleri inceleyerek rüzgar türbinlerinin ve uçakların çıkardığı sesi azaltabileceğimizi düşünüyorlar.
Söz konusu tırtıklar bize havada paslanan metalin sesini azaltma konusunda yardımcı olabilir. Bilim insanları bunu kanıtlamak için bilgisayar modellemeleri ve rüzgar tüneli deneyleri yapıyorlar.
Japonya’daki Chiba Üniversitesinden bir ekip, baykuş kanadının önündeki tırtıkların türbülanslı ve laminer hava arasındaki geçişi kontrol ettiğini ve buradaki prensibin kendi yaptığımız makineler üzerinde de kullanılabileceğini buldu.
Baş araştırmacı Hao Liu, “Baykuşlar sessiz uçmalarıyla bilinir. Kanatlarının eşsiz özellikleri vardır. Ön taraftaki tırtıklar, arka taraftaki püsküller ve kadifemsi yüzey bu özellikleri mümkün kılar” diyor ve ekliyor: “Bu özelliklerin aerodinamik (hava hareketiyle alakalı) kuvvet üretimini ve gürültüyü azaltmayı nasıl etkilediğini ve başka alanlara uygulanıp uygulanamayacağını bilmek istedik.”
Araştırmacılar baykuş kanadından esinlenilmiş kanat modellerini ön taraflarında tırtıklar bulunurken ve bulunmazken test ettiler. Tarak benzeri tırtıklarla ilgili daha önce araştırmalar yapılmıştı. Ancak hala bunların etkilerini tam olarak bilmiyoruz.
Bu modeller, hava akışını uygulamak için geliştirilmiş “büyük girdap simülasyonu”nda (large eddy simulation) test edildi. Ayrıca parçacık görüntülemeli hız ölçümü ve diğer kuvvet ölçümleri kullanılarak testler yapıldı.
Ön taraftaki tırtıkların, kanadın üzerinden akan laminer ve türbülanslı hava akımları arasındaki geçişi 0 ve 20 derece arasındaki hücum açılarında (kanat açısı ve hava akımının yönü arasındaki ilişki) pasif olarak kontrol edebildiği ortaya çıktı.
Bir başka deyişle bu tırtıklar, aerodinamik kuvvetin idaresi ve ses üretimi konularında çok mühimdir. Tırtıklar kanada çarpan türbülanslı, yüksek frekanslı girdapları daha küçük ve daha sessiz girdaplara parçalar.
Bilim insanlarının bulgularına göre kuvvet üretimi ve gürültünün bastırılması arasında bir değiş tokuş ilişkisi bulunmaktadır. 15’ten küçük bir hücum açısında tırtıklı ön uçlar tırtıksızlara göre aerodinamik performansı azaltır.
Baykuşun uçuşunda sıklıkla olduğu gibi 15’ten büyük açılarda ise hem aerodinamik performans gelişme gösterir, hem de gürültü daha az olur.
Bu bulguları türbinlere, uçaklara ve hava akımını kullanan başka teknolojilere uygulayabilmek için uzun bir yolumuz var. Ancak üzerine her geçen gün yeni bir şeyler koyabileceğimiz bir araştırma temeli atılmış durumda.
Liu, “Baykuşlardan esinlenen bu yapılar rüzgar türbinlerinin ve uçakların kanadına ya da drone pervanelerine uygulanabilirse akış kontrolü ve gürültü azaltma için kullanışlı, doğayı yansıtan (biomimetic) tasarımlar sağlayabilir. Rüzgar türbinlerinin üretiminde kısıtlayıcı faktörlerden en önemlilerinden birinin gürültü olduğu bir zamanda böyle bir gürültü azaltma mekanizması üretilmesi çok güzel olur” diyor.
Araştırma Bioinspiration&Biomimetics dergisinde yayımlandı.
Çeviri:Mümin Can
Referanslar
1. ScienceAlert "Owl Wings Could Teach Us to Make Quieter Turbines and Aircraft"
<http://www.sciencealert.com/how-owl-wings-could-teach-us-how-to-make-quieter-turbines-and-aircraft>
Kapak Görseli: Svoboda Pavel/Shutterstock.com