Профессор Брюкер – заведующий кафедрой исследований в области естественного зондирования и управления потоками в Королевской академии инженерных наук города для устойчивого транспорта и сэр Ричард Олвер, заведующий кафедрой BAE Systems в области авиационной техники.
Его команда опубликовала свои открытия в журнале Института физики «Биоинспирация и биомиметика» в статье под названием «Эффект поворота потока и ламинарное управление с помощью трехмерной кривизны зубцов передней кромки крыла совы».
Их исследование представляет собой перевод подробных данных трехмерной геометрии типичных примеров совиных перьев, предоставленных профессором Германом Вагнером из RWTH Aachen University (Германия), в биомиметическое аэродинамическое крыло для изучения аэродинамического эффекта на специальные волокна на переднем крае перьев.
Результаты показывают, что эти структуры работают как массивы ребер, которые когерентно поворачивают направление потока около аэродинамической стенки и удерживают поток дольше и с большей стабильностью, избегая турбулентности.
Исследовательская группа City была вдохновлена сложной трехмерной геометрией выступов на передней части перьев совы, реконструированной профессором Вагнером и его командой в предыдущих исследованиях с использованием микро-компьютерной томографии с высоким разрешением.
После преобразования в цифровую модель формы, моделирование потока вокруг этих структур (с использованием вычислительной гидродинамики) ясно показало аэродинамическую функцию этих выступов в виде ребер, которые согласованно поворачивают направление потока.
Этот эффект, как известно, стабилизирует обтекание крыла со стреловидным профилем, что типично для сов, машущих крыльями и планирующих.
Используя исследования потока в водном туннеле, профессор Брюкер также доказал гипотезу поворота потока в экспериментах с увеличенной моделью плавников.
Его команда была удивлена тем, что вместо образования вихрей ребра действуют как тонкие направляющие лопатки из-за своей особой трехмерной кривизны. Таким образом, регулярный ряд таких ребер по размаху крыла плавно и согласованно поворачивает направление потока у стенки.
Команда планирует использовать техническую реализацию такой формы крыла со стреловидным профилем в безэховой аэродинамической трубе для дальнейших акустических испытаний. Результаты этого исследования окажутся важными для будущей конструкции ламинарного крыла и могут снизить уровень авиационного шума.