Baykuş Kanatları Bize Daha Sessiz Türbinler ve Uçaklar Yapmayı Öğretebilir!

Baykuşlar avlarına doğru fark ettirmeden süzülebilmek için sessiz uçma sanatında ustalaşmıştır. Bilim insanları bu hayvanların kanatlarının ön tarafındaki tırtıklı köşeleri inceleyerek rüzgâr türbinlerinin ve uçakların çıkardığı sesi azaltabileceğimizi düşünüyorlar.

Söz konusu tırtıklar bize havada paslanan metalin sesini azaltma konusunda yardımcı olabilir. Bilim insanları bunu kanıtlamak için bilgisayar modellemeleri ve rüzgâr tüneli deneyleri yapıyorlar.

Japonya'daki Chiba Üniversitesinden bir ekip, baykuş kanadının önündeki tırtıkların türbülanslı ve laminer hava arasındaki geçişi kontrol ettiğini ve buradaki prensibin kendi yaptığımız makineler üzerinde de kullanılabileceğini buldu. Baş araştırmacı Hao Liu, araştırma hakkında şunları söylüyor:

Baykuşlar sessiz uçmalarıyla bilinir. Kanatlarının eşsiz özellikleri vardır. Ön taraftaki tırtıklar, arka taraftaki püsküller ve kadifemsi yüzey bu özellikleri mümkün kılar. Bu özelliklerin aerodinamik (hava hareketiyle alakalı) kuvvet üretimini ve gürültüyü azaltmayı nasıl etkilediğini ve başka alanlara uygulanıp uygulanamayacağını bilmek istedik.

Araştırmacılar baykuş kanadından esinlenilmiş kanat modellerini ön taraflarında tırtıklar bulunurken ve bulunmazken test ettiler. Tarak benzeri tırtıklarla ilgili daha önce de araştırmalar yapılmıştı. Ancak hâlâ bunların etkilerini tam olarak bilmiyoruz.

Bu modeller, hava akışını uygulamak için geliştirilmiş Büyük Girdap Simülasyonu'nda (İng: "Large Eddy Simulation") test edildi. Ayrıca parçacık görüntülemeli hız ölçümü ve diğer kuvvet ölçümleri kullanılarak testler yapıldı.

Ön taraftaki tırtıkların, kanadın üzerinden akan laminer ve türbülanslı hava akımları arasındaki geçişi 0 ve 20 derece arasındaki hücum açılarında (kanat açısı ve hava akımının yönü arasındaki ilişki) pasif olarak kontrol edebildiği ortaya çıktı. Bir başka deyişle bu tırtıklar, aerodinamik kuvvetin idaresi ve ses üretimi konularında çok mühim. Tırtıklar kanada çarpan türbülanslı, yüksek frekanslı girdapları daha küçük ve daha sessiz girdaplara parçalıyor.

Bilim insanlarının bulgularına göre kuvvet üretimi ve gürültünün bastırılması arasında bir değiş tokuş ilişkisi bulunmaktadır. 15'ten küçük bir hücum açısında tırtıklı ön uçlar tırtıksızlara göre aerodinamik performansı azaltır. Baykuşun uçuşunda sıklıkla olduğu gibi 15'ten büyük açılarda ise hem aerodinamik performans gelişme gösterir hem de gürültü daha az olur.

Bu bulguları türbinlere, uçaklara ve hava akımını kullanan başka teknolojilere uygulayabilmek için uzun bir yolumuz var. Ancak üzerine her geçen gün yeni bir şeyler koyabileceğimiz bir araştırma temeli atılmış durumda. Liu, son olarak şöyle söylüyor:

Baykuşlardan esinlenen bu yapılar rüzgâr türbinlerinin ve uçakların kanadına ya da drone pervanelerine uygulanabilirse akış kontrolü ve gürültü azaltma için kullanışlı, doğayı yansıtan (biyomimetik) tasarımlar sağlayabilir. Rüzgâr türbinlerinin üretiminde kısıtlayıcı faktörlerden en önemlilerinden birinin gürültü olduğu bir zamanda böyle bir gürültü azaltma mekanizması üretilmesi çok güzel olur.