Крыло совы научило вентиляторы и ветряки работать тише

Тихим летним вечером на краю луга из сумерек выплывает светлая сова, низко проносится над высокой травой и снова исчезает. Если вы стояли рядом, вы, может быть, её увидели, но почти наверняка не услышали. Ни свиста, ни трепета, ни хлопанья крыльев. Голубь, взлетающий с тротуара, звучит так, будто кто-то вытряхивает коврик, а большая сова, пролетающая над полем, не звучит никак.

Эта тишина — то, чем сова зарабатывает на жизнь. Крупные совы, например полярная сова, виргинский филин и бородатая неясыть, охотятся бесшумно, и это даёт им преимущество перед ястребами и орлами, которые полагаются на скорость. Сова слышит луг, а луг не слышит сову. Инженеры, которые тратят массу времени и денег, чтобы сделать движущиеся лопасти тише, изучают эту тишину уже много лет.

Как крыло совы остаётся тихим

Секрет не в одном приёме, а в трёх, и все они встроены в перья. По передней кромке крыла, ближе всего к голове совы, тянется ряд жёстких, ровно расставленных волокон, похожих на зубья гребня. Как пишет журнал Audubon, эти зубчики разбивают турбулентный воздух, который иначе издавал бы свистящий звук. Верхняя поверхность крыла покрыта мягким пухом, на ощупь похожим на бархат, а задняя кромка крыла заканчивается мягкой гибкой бахромой.

Каждая часть вносит свой вклад. Джастин Яворски, инженер из Университета Лихай, изучающий полёт сов, описывает бархатистый пух как буферный слой, который глушит звук, и говорит, что гибкие перья сзади заметно снижают шум. Криста Ле Пиан, исследовательница из Калифорнийского университета в Риверсайде, измерила маховые перья 70 видов сов в птичьей коллекции Музея естественной истории в Тринге под Лондоном и обнаружила красивую закономерность: чем шире гребень, тем меньше звука издаёт крыло при взмахе.

Что часто понимают неправильно

Естественно предположить, что шум крыла рождается спереди, там, где оно врезается в воздух. Яворски утверждает обратное. Задняя кромка, где воздух сходит с крыла, — главный источник шума для любой лопасти, которая движется в воздухе: не только для крыла совы, но и для крыла самолёта и лопасти ветряка. Поэтому он называет пористую гибкую заднюю кромку совиного крыла, пожалуй, самой важной его особенностью. Жёсткая острая задняя кромка шумит, а мягкая, с бахромой, гораздо тише.

От перьев к лопастям вентиляторов

Инженеры поняли намёк. Исследователи, работавшие над тем, чтобы снизить шум самолётов вокруг аэропортов, изучали тихий полёт совы, а в 2011 году в авиационном научном журнале университета Эмбри-Риддл вышла работа, в которой совиные особенности приделали к модели самолёта и не нашли значимой разницы в том, как далеко она планирует. Яворски и его коллеги из Политехнического университета Вирджинии работали над тем, чтобы добавить к задней кромке лопастей ветряков пористое гибкое продолжение, а их верхнюю поверхность сделать пушистой, в надежде на более тихие ветряные электростанции.

В Германии производитель вентиляторов Ziehl-Abegg воплотил эту идею в обычной машине. У его осевого вентилятора FE2owlet лопасти, чьи контуры и строение позаимствованы у крыла совы, и компания продаёт его как тихий вентилятор для транспорта, машиностроения и промышленных установок. Так что в следующий раз, когда вентилятор охлаждения загудит тише, чем вы ожидали, возможно, своими хорошими манерами он отчасти обязан птице, которая бесшумно летает по ночам уже очень-очень давно.