Am învățat acum 80 de ani cum trebuie să arate aripile avioanelor. Cercetătorii spun că ne-am înșelat
Adaugă-ne ca sursă preferată în Google
Urmărește Libertatea in Google Discover
Publicitatea pentru bărbieritul perfect și gândirea inginerilor aeronautici au în comun aceeași idee: cu cât o suprafață este mai netedă, cu atât este mai bună. Totuși, cercetătorii au început să pună sub semnul întrebării acest principiu vechi de aproximativ 80 de ani, potrivit căruia aripile cât mai netede oferă cea mai mică rezistență aerodinamică și, implicit, reduc consumul de combustibil, scrie xataka.com.
Un echipaj de cercetători din Japonia a descoperit că o aripă care pare netedă la prima vedere, dar care are o rugozitate microscopică, ar putea fi mai eficientă. Este vorba despre „Distributed Micro-Roughness” (DMR), adică microrugozități distribuite. Acestea constau în mici neregularități ale suprafeței, aproape invizibile cu ochiul liber, care pot reduce rezistența aerodinamică cu până la 43,6%.
În cadrul experimentelor au fost testate două variante de suprafețe: unele cu modele în relief realizate din microsfere de sticlă și altele cu adâncituri concave create prin sablare. Neregularitățile rezultate nu au depășit 50 de micrometri în adâncime, de cele mai multe ori fiind chiar mai mici. Pentru comparație, această dimensiune este aproximativ apropiată de diametrul unui fir de păr uman.
Atunci când aerul circulă peste o suprafață, se formează o „strat-limită”, în care aerul interacționează direct cu materialul. Pe măsură ce curgerea înaintează, în această zonă pot apărea vârtejuri care cresc rezistența întâmpinată de avion. DMR intervine tocmai aici, influențând evoluția fluxului de aer deasupra suprafeței.
Microrugozitățile împiedică dezvoltarea undelor Tollmien-Schlichting, oscilații instabile ale stratului-limită care pot crește până la apariția turbulenței. Neregularitățile microscopice produc mici impulsuri asupra aerului, ceea ce determină prăbușirea mai devreme a vârtejurilor mari. Astfel, trecerea de la fluxul laminar, mai calm, la cel turbulent este întârziată.
Pentru a măsura cu precizie efectele foarte mici asupra rezistenței aerodinamice, cercetătorii au folosit un sistem inovator al Universității Tohoku, bazat pe o balanță cu levitație magnetică de un metru. Modelele au fost menținute în aer de un câmp magnetic în interiorul tunelului aerodinamic, eliminând suporturile obișnuite și perturbările pe care acestea le-ar fi putut produce asupra fluxului de aer.
Deși rezultatele experimentelor au confirmat calculele și sugerează un potențial important pentru DMR, aplicarea practică este încă incertă. Testele au fost realizate pe modele simplificate, la scară redusă și în condiții controlate de tunel aerodinamic. Rămâne de stabilit dacă efectul se păstrează pe aripi reale și, mai ales, dacă microrugozitățile nu vor acumula murdărie care să anuleze avantajul aerodinamic. Dacă aceste probleme vor fi rezolvate, tehnologia ar putea fi folosită nu doar în aviație, ci și la automobile sau trenuri.
