Инженеры из Принстона (США) сделали удивительное открытие, изучая, как птичьи перья могут улучшить безопасность полетов. Они добавили специальные закрылки к крыльям дистанционно управляемого самолета и заметили, что это не только улучшает летные характеристики, но и помогает предотвратить сваливание — опасное состояние, когда самолет теряет подъемную силу и может упасть.
Эти закрылки имитируют скрытые перья, которые птицы раскрывают во время полета, особенно при приземлении или в условиях сильного ветра. Ранее биологи исследовали, как работают эти перья, но никто не измерял их аэродинамическое влияние. Инженеры решили заполнить этот пробел и выяснили, что закрылки, расположенные в нескольких рядах, действуют как группа, значительно улучшая управление самолетом.
Жиргис Седки, один из авторов исследования, отметил, что эта технология предлагает простой и экономичный способ улучшить летные характеристики без дополнительных затрат энергии. Скрытые закрылки реагируют на изменения воздушного потока, не требуя сложных механизмов. Это делает их легким и доступным решением для повышения безопасности полетов.
Команда провела серию экспериментов в аэродинамической трубе, чтобы понять, как закрылки влияют на подъемную силу. Они установили закрылки на 3D-печатное крыло и исследовали, как различные расположения закрылок меняют давление воздуха и скорость ветра. В результате экспериментов команда обнаружила новый механизм, который ранее не был известен, и определила, как закрылки помогают контролировать поток воздуха вокруг крыла.
Ученые протестировали разные конфигурации закрылок, от двух до пяти рядов, и заметили, что добавление закрылок увеличивает подъемную силу на 45% и снижает сопротивление на 30%. Это открытие объясняет, почему у птиц есть скрытые перья на передней части крыльев и как их можно использовать для улучшения самолетов.
После успешных лабораторных испытаний команда вышла на улицу, чтобы протестировать закрылки на реальной модели самолета. Эксперимент был проведен в сотрудничестве с клубом радиоуправляемых моделей, члены которого модифицировали самолет, добавив бортовой компьютер для управления. В процессе полета закрылки раскрывались и помогали самолету избегать сваливания, что подтвердило результаты лабораторных экспериментов.
Седки сидит внутри аэродинамической трубы, показывая скрытые перьевые закрылки, прикрепленные к крылу модели самолета, напечатанной на 3D-принтере. Закрылки автоматически раскрываются в ответ на изменения воздушного потока и могут помочь предотвратить сваливание самолета.
Исследователи уверены, что их работа не только улучшит безопасность полетов, но и расширит возможности для инноваций в инженерии.