猫头鹰的翅膀可以教我们制造更安静的飞机

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猫头鹰已经掌握了安静飞行的技术，所以它们可以在毫无防备的猎物上滑行。现在，科学家认为我们可以向猫头鹰学习，让我们的风力涡轮机和飞机安静下来，所有这些都与猫头鹰翅膀前部的锯齿状边缘有关。

科学家已经通过计算机模型和风洞实验证明，这些锯齿可以帮助我们减少空气通过金属时产生的噪音。

日本千叶大学的研究小组发现猫头鹰翅膀前缘的锯齿可以控制湍流和流线型气流之间的转换，同样的原理也可以应用到我们自己的机器上。

该研究的负责人刘浩说:“猫头鹰以其独特的翅膀而闻名，这使得它们能够安静地飞翔。这些特征通常包括前缘的锯齿、后缘的条纹和天鹅绒般的表面。”

“我们想知道这些特性如何影响空气动力学的产生和噪音的降低，以及它们是否可以应用到其他地方。”

研究人员组装了受猫头鹰翅膀启发的机翼模型，并在没有前缘锯齿的情况下对它们进行了测试。先前的研究强调了猫头鹰翅膀的梳状锯齿，但是研究人员仍然不太了解它们的作用。

因此，研究人员利用粒子图像测速技术(PIV)在大涡流模拟和低速风洞实验中对这些翼型模型进行了测试。这个涡流模型是科学家用来研究气流的标准数学模型。

事实证明，机翼前缘锯齿可以被动地控制在0到20度的迎角之间，以控制机翼上表面层流(稳定)气流和紊流气流之间的过渡。攻角是指机翼角度和气流方向之间的关系。

换句话说，这些锯齿对于控制空气动力学和声音的产生至关重要:它们打破了快速气流冲击机翼时的高频涡流，并将其转变成更小、更安静的涡流。

科学家发现，在发电和抑制噪音之间有一个平衡。当攻角小于15度时，与干净的前缘相比，锯齿形前缘会降低空气动力性能。

一旦这个角度超过15度，就像飞行中的猫头鹰一样，空气动力学性能和噪音降低将得到改善。

我们还有很长的路要走，才能将这些发现成功地应用到涡轮机、飞机和任何在空中飞行的物体上。然而，目前的研究可供后代借鉴。

刘说:“如果把它应用到风力涡轮机叶片、飞机机翼或无人机旋翼上，这些受猫头鹰启发的前锯齿可以为气流控制和降噪提供有用的仿生设计。”

“例如，当噪音是风力涡轮机建设的主要障碍之一时，最受欢迎的是提供一种能够降低噪音的方法。”

这项研究发表在《生物灵感和仿生学》杂志上。

蝌蚪工作人员从sciencealert编译，翻译狗Gege，转载必须授权。