猫头鹰

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猫头鹰的无声秘籍翅膀扇动幅度大却声音小, [复制链接]

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随着人类科技的进步,航空工程师们越来越发现,我们值得从野生动物中学习和借鉴的因素太多太多。过去由于科技手段的限制,我们一直没有那么好的条件去领略野生动物的身上所蕴藏的技术元素。

到今天为止,我们正在逐步地揭开很多动物身上的奥秘。今天来说一种比较神奇的动物就是猫头鹰。我们知道猫头鹰都是善于在夜间捕猎的高手,在暗夜中它们快速地扑奔猎物,在整个过程中一切都是在寂静无声中进行。在暗夜环境中的背景噪音极小,猫头鹰如果想成功地捕获猎物就需要极大水平的降低自身飞行产生的噪声,那么他们是怎样做到的?

科学家们发现在所有的猛禽中,猫头鹰的飞行噪音是最小的,它们在飞行中几乎可以做到让人难以察觉。科学家们过去一直不清楚,猫头鹰身上究竟有怎样的消声法宝。今天通过现代科技手段,我们已经弄清了猫头鹰是如何降低自己飞行噪声的。

猫头鹰的消声法宝主要有三个秘密,在它们的翅膀上,特别是在飞羽的前端,有着1层突起的梳状结构,像是小梳子一样的突起。这些突起物可以在飞行中产生极为细小的涡流,帮助理顺流经猫头鹰翅膀的气流,让它气流不容易分离,就不容易产生湍流,噪音水平自然就更低。而在猫头鹰的翅膀后缘,还有一些非常柔软细长的小刷子一样的软毛,这些软毛又可以在翅膀的后端再次梳理气流,让气流始终以比较规矩的方式流经它的翅膀。这样一来,猫头鹰的飞行噪声要显著地低于其他的猛禽。

比较有趣的是,通过研究发现特别是实际的风洞测试和理论计算,科学家们发现,猫头鹰的这些翅膀的突起结构和小毛刷,往往是在大迎角飞行的时候,降噪效果最好,而在大迎角的飞行状态对于猫头鹰来讲极为重要。

说到降噪,猫头鹰翅膀的深层还隐藏着独特的秘密,在它们的翅膀下层分布着极为蓬松的软毛,这些软毛可以吸收飞行时产生的噪声,就跟我们今天用多孔材料来降噪是一个道理。这样一来,猫头鹰的降噪就达到了非常好的水平。研究发现了他们比其他猛禽的噪声可以降低2到3个分贝,这是非常了不起的成就。

事实上,猫头鹰翅膀前缘的突起的梳状结构,可以被理解为缩小版的涡流发生器。涡流发生器航空工程师们并不陌生。在今天的很多民用飞机上包括*用飞机上都有使用,但是人类在飞机上采用涡流发生器的主要目的是为了理顺气流,让翅膀更好地产生升力。那么,现在研究表明的这种树状结构呢也可以降低噪声,这算是个新的启发。航空工程师们正在考虑如何将这一仿生学的构造,应用于飞机,制造出噪音水平更低的机翼涡轮叶片这样的关键部件。

事实上,在一些民用科技中呢,人们已经开始利用猫头鹰的生理结构,比较著名的一家企业就是德国的西门子。西门子公司在制造大型风机叶片的时候发现,如果采用猫头鹰的翅膀的这种梳状构造,可以极大地减少叶片在转动时产生的气动噪声,避免扰民。如今的西门子的新一代的采用猫头鹰,羽毛仿生状结构的叶片已经投入使用,而且收到了不错的效果。

总而言之,猫头鹰身上的消声结构正在启迪了越来越多的工程师们,也帮助人类改善我们的飞行技术,让人类能够飞行得更加绿色,更加安静。

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