貓頭鷹給靈感,科學家要打造無聲風力渦輪機

作者 | 發布日期 2015 年 06 月 24 日 11:12 | 分類 尖端科技 , 風力 follow us in feedly
flickr photophilde

大自然常常是許多偉大發明的靈感來源,人們對鳥類的特殊構造自古就展現興趣,像是乘氣流飛行、抗寒的羽毛、敏銳的聽覺功能等,這次科學家要研究的是貓頭鷹,他們要找出貓頭鷹無聲飛行的原因,來降低風力渦輪機與飛機運轉時的噪音。



貓頭鷹是暗夜的掠食者,他可以在樹冠下靠著銳利的視覺與聽覺,找到低處的獵物之後,瞬間在樹梢間穿梭補食,且不會發出任何翅膀拍動的聲響,讓獵物措手不及,這個特殊構造,讓科學家著迷不已。

QUARTZ 報導,由劍橋大學教授 Nigel Peake,與來自維吉尼亞理工大學、理海大學、佛羅里達大西洋大學的應用數學、理論物理、工程學科學家組成的團隊,已著手開始研究貓頭鷹的特殊飛行功能,打造降低風扇噪音的材料,應用在巨型風力渦輪機的葉片,甚至飛機。

他們使用高解析度的顯微鏡去觀察貓頭鷹的羽毛細節,發現三個特殊構造。第一個是毛茸茸的覆蓋層,從上面看的話,很像森林的林冠,柔軟的構造可以吸收頻率超出 2,000 赫茲的聲音;翅膀的前緣是像梳子一樣平均間隔的刷毛,這種鋸齒狀的結構可使空氣自然流過而不受阻,也就不會產生噪音;後緣的羽毛有多孔、彈性的穗狀構造,可以防止氣壓突然變化,減少堅硬的翅膀製造出的聲音。科學家表示,沒有一種鳥有這種複雜的翅膀結構。

研究人員使用不同的材料做實驗,包括一種質地類似新娘面紗的材料,但最後還是使用3D 列印的塑膠材料來測試風力渦輪機的葉片。結果在沒有改變空氣動力學功能下,噪音減少了 10 分貝。

報導指出,一但這種新的塗層被開發,不但能讓渦輪機更安靜,減少噪音污染,且因為噪音已經降低,就不需要降低運轉速度,因此可提高效率。下一步科學家要測試正在運作的渦輪機,最終目的是應用在更高速、條件更複雜的飛機。

(首圖來源:Flickr / photophilde CC BY 2.0) 

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