A turbinák hátulról érkező zaj a repülőgépek és turbinamotorok, például repülőgépek, drónok és szélturbinák hangjának domináns forrása. Ennek a zajszennyezésnek a visszaszorítása fontos környezetvédelmi kutatási cél. A Xi’an Jiaotong Egyetem kutatói a bagolyszárnyak által inspirálva egy új turbinaszárnyprofil-kialakítást hoztak létre, amely jelentősen csökkenti a zajt.
Az éjszakai baglyok egyedi szárnyszerkezetüknek köszönhetően hasonló repülési sebesség mellett mintegy 18 decibellel kevesebb zajt termelnek, mint más madarak. A hátsó él zaj akkor keletkezik, amikor a légáramlat a szárnyprofil hátsó része mentén halad el. Az áramlás turbulens légréteget hoz létre a szárnyprofil felső és alsó felülete mentén, és amikor ez a légréteg visszaáramlik a hátsó élen, hang keletkezik.
Tanulmányok vizsgálták a szárnyak hátsó éleinek fogazott kialakítását, és megállapították, hogy a fogazás hatékonyan csökkenti az éjszakai baglyok szárnyzaját.
A turbinalapátok jelenlegi kialakítása működés közben nagy zajt kelt, a kutatások ennek megváltoztatását tűzték ki célul. Ehhez az éjjeli bagoly szárnyaiból merítettek ihletet. A tudóscsoport egy szoftver segítségével kiszámította és elemezte a zajt. Részletes elméleti tanulmányok sorozatát végezték el a repülőgépek szárnyainak és a szélturbináknak a bagolyszárnyakra emlékeztető jellemzőkkel rendelkező egyszerűsített szárnyprofiljain. Eredményeiket e forgó gépek által keltett zaj elnyomására alkalmazták.
A hátulsó él körüli áramlási viszonyok javítása és az él alakjának optimalizálása elnyomta a zajt. A zajcsökkentés különböző üzemi körülmények között változott, ezért a kutatók hangsúlyozták, hogy a szárnyprofilok kialakítását tovább kell vizsgálni és javítani.
A szélturbinák például gyakori légáramlás-változásoknak vannak kitéve. Ezért rugalmas zajcsökkentő technológiára van szükségük. A zajcsökkentési technikák vizsgálata a különböző légáramlások hatására végül olyan univerzális kialakítást eredményezhet, amely csökkenti a városok zaját.
A kutatók folytatják a vizsgálatokat. Az eredmények várhatóan nagymértékben csökkentik a repülőgépek vagy szélturbinák zaját.
Forrás: Lei Wang, Xiaomin Liu. Aeroacoustic investigation of asymmetric oblique trailing-edge serrations enlighted by owl wings. Physics of Fluids, 2022; 34 (1): 015113 DOI: 10.1063/5.0076272