ویدیو/ نینجاهای بی‌صدا چگونه پرواز می‌کنند؟/ نمایش مکانیسم پرواز جغد و مهندسی عملکرد بال‌ها

به گزارش پایگاه خبری سوفیانیوز، از زمان اولین روزهای پرواز انسان، مخترعان همواره از پرندگان الهام گرفته‌اند. برای مثال، برادران رایت گفته‌اند که شکل بال‌های پرندگان نقش مهمی در بلند شدن از روی زمین داشته و به همین دلیل آن ها این ویژگی‌ها را در طرح هواپیمای مکانیکی شان به کار گرفتند. اما محققان هنوز هم با مشکل سروصدای ناهنجار عبور هوا از روی سطوح صاف موسوم به لبه فرار دست به گریبان هستند، پدیده‌ای که در آن هوا به شکلی پرسروصدا روی قسمت پشتی یک ابزار آیرودینامیک جریان پیدا می‌کند. جاستین جاوروسکی، مهندس مکانیک از دانشگاه لیگ در بتلهم، پنسیلوانیا در این باره گفته است: «وقتی ایده‌های خلاقانه بسیاری را بررسی کرده باشید، به دنبال دیگر ابزارهای الهام گرفتن می‌گردید. و جغد منبع الهام برای دستکم 80 سال اخیر بوده است».

هوا شبیه یک جریان سیلا عمل می کند که از زیر و روی یک سطح آیرودینامیک عبور می کند، سطحی که با سرعت، جریان هوا را می‌شکافد و به جلو می رود. برای یک هواپیما یا یک پرئده، این سطح آیرودینامیک همان بال هاست و برای توربین‌های بادی، تیغه‌های چرخان. شکل این سطح آیرودینامیک نقش کلیدی در تولید سروصدا دارد. وقتی جریان هوا از روی پشت یک سطح آیرودینامیک عبور می‌کند، روی سطوح بالا و پایین این سطح دچار تنش و آشفتگی می‌شود. وقتی این جریان هوا به انتهای آن سطح آیرودینامیک با لبه صاف می‌رسد که به آن لبه فرار یا لبه پشتی (trailing edge) می‌گویند، پراکنده شده و سروصدا تولید می‌کند. جاوروسکی در این باره می‌گوید: «لبه‌های دندانه دار می‌توانند این فرآیند را تا حدودی از طریق بر هم زدن جریان هوای محلی که این سروصدا در آن تولید می‌شود، تضعیف کنند».

تئوری‌های بسیاری در مورد اینکه چرا جغدها بی‌صدا هستند وجود دارد اما هیچ کسی دقیقا و قطعاً نمی‌داند ترکیب فاکتورها در این موضوع چیست. جاوروسکی در این باره تصریح می‌کند: «اگر این را می فهمیدیم، می‌توانستیم چیزهایی را طراحی کنیم که همگی بی‌صدا هستند». افراد بسیاری تلاش کرده‌اند شکل هندسی دالبر شکل اطراف لبه فرار بال‌های پرندگان را روی نمونه‌های مکانیکی پیاده‌سازی کنند اما هیچ کسی نتوانسته پرواز بی صدای جغدها را در مدلی به اندازه جثه این پرنده تقلید و تکرار کند. همانند دیگر پرندگان شکارچی، بال‌های جغد بخش‌های ساختاری و طراحی و نظم‌های متعددی دارد و شکل و سایز پرهای آن نیز بسیار متفاوت است. مدل سازی این بخش‌های بیولوژیکی پیچیده که کارکرد خاص آن ها به طور کامل درک نشده است بسیار چالش برانگیز و دشوار است.