สล็อตแตกง่าย ความเงียบของนกฮูก

สล็อตแตกง่าย ความเงียบของนกฮูก

สล็อตแตกง่าย ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่านักล่าที่ออกหากินเวลากลางคืนจัดการเที่ยวบินที่กระซิบกระซาบได้อย่างไร แต่มันเป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบเครื่องบิน พัดลม และกังหันลมที่เงียบกว่า


กเล่นนกฮูกทุกคนมีเรื่องราวเกี่ยวกับครั้งแรกที่พวกเขาได้ยินนกฮูก — หรือไม่ได้ยินเลย เป็นเรื่องลืมไม่ลงที่ได้เห็นนกขนาดมหึมาที่มีปีกกว้างกว่าหกฟุต ลื่นไถลไปในอากาศโดยไม่มีแม้แต่เสียงกระซิบ
การเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดครั้งแรกของ Justin Jaworski เกิดขึ้นที่นิทรรศการการบินที่มูลนิธิ Raptor ใกล้เมืองเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ

“พวกเขาฝึกนกฮูกให้บินได้ใกล้ชิดกับผู้ชมมาก” เขากล่าว “ประสบการณ์ครั้งแรกของฉันคือการหลบเลี่ยงการชน ฉันได้ยินเสียงสะอื้นเล็กน้อยหลังจากที่มันผ่านไป”


การวัดในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่านกเค้าแมวโรงนาแกว่งตัวเล็กน้อยอยู่ต่ำกว่าเกณฑ์การได้ยินของมนุษย์จนกว่านกเค้าแมวจะอยู่ห่างออกไปประมาณ 3 ฟุต ซึ่งเป็นความสำเร็จของการลอบเร้นที่นักชีววิทยาและวิศวกรยังห่างไกลจากความเข้าใจอย่างถ่องแท้ แต่นักวิจัยจากทั้งสองสาขาวิชากำลังทำงานเพื่อไขปริศนาการบิน อย่างเงียบเชียบ — บางแห่งมีเป้าหมายในการออกแบบพัดลมที่เงียบกว่า ใบพัดกังหัน และปีกเครื่องบิน
ไปอย่างอ่อนโยน

สล็อตแตกง่าย

Jaworski วิศวกรจากมหาวิทยาลัย Lehigh ในรัฐเพนซิลเวเนีย แทบจะเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่แทบไม่เคยหลงใหลในปริศนาการบินของนกฮูกอย่างเงียบเชียบ ในปีพ.ศ. 2477 โรเบิร์ต รูล เกรแฮม นักบินและนักเลงนก ชาวอังกฤษ ได้ เรียกร้องความสนใจไปยัง โครงสร้างสามส่วนบนปีกนกฮูกซึ่งอาจเป็นสาเหตุของความเงียบของนกฮูก
กว่า 80 ปีต่อมา “กระบวนทัศน์ลักษณะสามประการ” ของเขาตามที่คริสโตเฟอร์ คลาร์กเรียกมันว่า ยังคงถูกอ้างถึงในเอกสารหลายฉบับเกี่ยวกับปีกนกฮูก “เขารู้จักนกเป็นอย่างดี และเขาเป็นวิศวกรการบิน” คลาร์ก นักปักษีวิทยาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ กล่าว “วิทยาศาสตร์แตกต่างออกไปในช่วงทศวรรษที่ 1930 ในยุคแห่งความเชี่ยวชาญของเรา คุณไม่ได้รับการผสมผสานนั้น”
อย่างแรก เกรแฮมชี้ให้เห็นโครงสร้างที่ผิดปกติที่เรียกว่า “หวี” ซึ่งแท้จริงแล้วดูเหมือนหวียื่นไปข้างหน้าจากขอบด้านบนของปีก ประการที่สอง เขาสังเกตเห็นว่าปีกของนกฮูกส่วนใหญ่ปกคลุมด้วยขนนุ่มๆ ในที่สุด เขาก็สังเกตเห็นว่าขนที่ส่วนท้ายของปีกมีลักษณะเป็นรอยขาด
นักวิจัยส่วนใหญ่ยังคงเห็นพ้องกันว่าหวี กำมะหยี่ และชายเสื้อรวมกันในทางใดทางหนึ่งเพื่อลดเสียงรบกวน แต่นกฮูกอาจมีเล่ห์เหลี่ยมมากกว่า “เมื่อทุกอย่างเสร็จสิ้น ฉันคิดว่าเราจะมีกลไกหลายอย่าง รวมถึงกลไกของ Graham” คลาร์กกล่าว
เพื่ออธิบายว่านกเค้าแมวระงับเสียงได้อย่างไร มันจะช่วยระบุว่าเสียงมาจากไหนตั้งแต่แรก สำหรับเครื่องบินที่จะลงจอด เสียงส่วนใหญ่ไม่ได้มาจากเครื่องยนต์ แต่มาจากการไหลของอากาศรอบเครื่องบิน โดยเฉพาะเสียงที่มาจากขอบด้านท้ายของปีก อากาศปั่นป่วนที่พัดผ่านขอบปีกที่เผยให้เห็นแปลเป็นเสียงคำรามทื่อๆ ที่คุณได้ยินขณะที่เครื่องบินบินอยู่เหนือศีรษะ
วิธีหนึ่งที่จะลดเสียงรบกวนนี้คือการทำให้ขอบท้ายของปีกแข็งน้อยลง มีรูพรุนมากขึ้น และยืดหยุ่นมากขึ้น นี่อาจเป็นหน้าที่ของขอบที่ขาดของปีกนกฮูก Jaworski และ Peake คำนวณทางคณิตศาสตร์ว่าวิศวกรอาจใช้ความพรุนและความยืดหยุ่นดังกล่าวเพื่อลดเสียงรบกวน และวิธีการหาปริมาณดินแดงที่ลดลง
การคำนวณเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนโดยการทดลองในอุโมงค์ลม : วัสดุที่มีรูพรุนหลากหลายชนิดช่วยลดเสียงรบกวน งานของ Thomas Geyer ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีบรันเดนบูร์กในเยอรมนีพบว่าปีกที่มีรูพรุนขนาดเท่านกเค้าแมวสามารถเงียบกว่าปีกปกติได้ประมาณ 2 ถึง 5 เดซิเบล
อย่างไรก็ตาม Geyer กล่าวว่าวัสดุที่มีรูพรุนที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ ในการทดสอบอุโมงค์ลม วัสดุบางชนิดเพิ่มสัญญาณรบกวนความถี่สูงได้จริง การวัดนกเค้าแมวในการบินแสดงให้เห็นว่าปีกของพวกมันปิดเสียงเฉพาะความถี่ที่สูงกว่า 1,600 เฮิรตซ์ (บนเปียโน สองอ็อกเทฟครึ่งเหนือ C กลาง) เนื่องจากบริเวณนี้เป็นช่วงเริ่มต้นของการได้ยินของสัตว์ฟันแทะอย่างคร่าวๆ จึงเป็นช่วงที่นกเค้าแมวจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากการปราบปรามในขณะที่ล่าหาอาหาร
Jaworski และ Ian Clark (ไม่เกี่ยวข้องกับคริสโตเฟอร์) จาก Langley Research Center ของ NASA ได้พยายามเลียนแบบกำมะหยี่ของนกฮูกโดยการคลุม airfoil มาตรฐานด้วยผ้าประเภทต่างๆ “ผ้าที่ชนะเลิศคือผ้าคลุมหน้างานแต่งงาน” จาวอร์สกี้กล่าว อย่างไรก็ตาม อาจไม่จำเป็นต้องบริจาคอุปกรณ์การสมรสของคุณให้กับวิทยาศาสตร์ เนื่องจากนักวิจัยได้ผลลัพธ์ที่ดียิ่งขึ้นไปอีกโดยติด “finlets” พลาสติก 3 มิติขนาดเล็กที่พิมพ์ไว้กับใบพัดของกังหันลม
“ในช่วงความถี่หนึ่ง เราเห็นการลดเสียงรบกวน 10 เดซิเบล ” Jaworski กล่าว “นั่นอาจฟังดูไม่มากนัก แต่ในอะคูสติกของอากาศ วิศวกรต่อสู้กับเสียงสองหรือสามเดซิเบล สิบเดซิเบลมีเสียงดังครึ่งหนึ่ง นั่นเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่สำหรับเทคโนโลยีใดๆ” เห็นได้ชัดว่าซีเมนส์ผู้ผลิตกังหันลมรับฟังและเพิ่งเปิดตัวกังหัน “Dino Tail” รุ่นที่สองซึ่งมีหวีซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากปีกนกฮูกโดยตรง
ปริศนาขนนก
แม้ว่าปีกของนกฮูกจะให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการลดเสียงรบกวนสำหรับวิศวกรรมการบิน แต่วิศวกรกลับไม่ค่อยประสบความสำเร็จในการอธิบายฟิสิกส์ของการบินของนกฮูก ตามคำกล่าวของนักปักษีวิทยา คลาร์ก วิศวกรอาจไม่ได้ระบุแหล่งที่มาของเสียงที่สำคัญที่สุดในการบินของนกฮูกด้วยซ้ำ
หากคุณกำลังพยายามสร้างนกฮูก แทนที่จะเป็นกังหันลมหรือเครื่องบิน คุณจะสังเกตเห็นความแตกต่างหลายประการ นกฮูกมีขน เครื่องบินไม่ได้ นกฮูกกระพือปีก เครื่องบินไม่ได้ มีเหตุผลที่ดีที่วิศวกรการบินชอบปีกที่มั่นคงและมั่นคงมากกว่าปีกที่กระพือปีก: พวกมันเข้าใจได้ง่ายกว่า
แต่ถ้าคุณเป็นนักชีววิทยา การละเลยการกระพือปีกคือการเพิกเฉยต่อส่วนประกอบพื้นฐานในการบินของนก คลาร์กกล่าว เมื่อปีกของนกกระพือปีก พวกมันจะเปลี่ยนรูปร่าง และเมื่อพวกมันเปลี่ยนรูปร่าง ขนก็จะเสียดสีกัน ทำให้เกิดเสียง เสียงนี้เป็นการเสียดสี ไม่ใช่แอโรไดนามิก ที่เกิดจากการสัมผัสของของแข็งกับของแข็ง
ในมุมมองของคลาร์ก จุดประสงค์ของผ้ากำมะหยี่และขอบของนกฮูกคือเพื่อลดเสียงเสียดสีระหว่างขนขณะกระพือปีก คลาร์กยอมรับว่าข้อโต้แย้งของเขาคงจะเป็นเรื่องที่น่าสงสัยหากนกฮูกร่อนขณะล่าสัตว์ แต่หลักฐานจากวิดีโอแสดงให้เห็นว่าไม่เป็นเช่นนั้น: พวกมันกระพือเมื่อบินขึ้น พวกมันกระพือเมื่อลงจอด และพวกมันถึงกับกระพือเมื่อ “วิ่ง” หาเหยื่อ สล็อตแตกง่าย