Tim iz Floride razjasnio je kako akustični stojeći talasi između mlaza i tla određuju ton buke, dok veličina i brzina turbulencija određuju glasnoću. Eksperimenti pri Mach 1.5 uz schlieren snimke i ultra-osetljive mikrofone potvrdili su postojanje rezonantnog povratnog ciklusa koji pojačava zvuk do preko 140 dB. Novi model, objavljen u Journal of Fluid Mechanics, otvara put projektovanju tiših letelica i podloga za sletanje.
Naučnici Razrešili 70-Godišnju Misteriju Buke Mlazova i Otvorili Put Ka Tišim Nadzvučnim Letovima
A high-speed jet experiment at Mach 1.5 helps scientists decode the mystery behind engine noise. | ©Image Credit: Lance Cpl. Tyler Harmon / Wikimedia Commons
Tim istraživača iz Floride doneo je ključne rezultate koji objašnjavaju kako nastaje oglušujuća buka nadzvučnih mlazova i kako je moguće znatno smanjiti njen uticaj. Njihov model objašnjava rezonantni povratni ciklus između mlaza i tla — fenomen koji pojačava zvuk do opasno visokih nivoa i otežava bezbedne letove i rad u blizini takvih aviona.
Kako su istraživali
Istraživači sa FAMU-FSU College of Engineering i Florida Center for Advanced Aero-Propulsion (FCAAP) sproveli su eksperimente pri Mach 1.5, podešavajući pritisak motora i rastojanje do tla kako bi rekreirali uslove pri poletanju i sletanju. Koristili su visokobrzinske kamere, schlieren snimke (tehnologiju koja „vidi" promene gustine vazduha) i ultra-osetljive mikrofone za simultano praćenje poremećaja vazduha i akustike.
Šta su otkrili
Ključni nalaz je da akustični stojeći talasi, koji nastaju između mlaza i tla, određuju ton (percipiranu frekvenciju) buke, dok veličina i brzina turbulentnih poremećaja određuju njenu glasnoću (intenzitet). Ranije se smatralo da brzina poremećaja diktira ton — ovo istraživanje to menja i daje jasan mehanizam za predviđanje i kontrolu buke.
A high-speed jet experiment at Mach 1.5 helps scientists decode the mystery behind engine noise. | ©Image Credit: Lance Cpl. Tyler Harmon / Wikimedia Commons
„Samo mali deo energije mlaza pretvara se u zvuk, ali taj mali deo ima veliki uticaj", rekao je Farrukh S. Alvi, profesor Departmana za mašinstvo i vazduhoplovno inženjerstvo i direktor FCAAP. „Razumevanjem fizike želimo da razvijemo alate koji će smanjiti te efekte."
Zašto je otkriće važno
Ovo otkriće je posebno značajno za STOVL letelice (npr. F-35B) čija dizalica ili izduvni mlaz udare u podlogu pri sletanju, često stvarajući buku iznad 140 dB. Takvi nivoi utiču na strukturalno habanje letelica, predstavljaju ozbiljan rizik po sluh i zdravlje osoblja, pa čak i mogu izazvati opasnosti po unutrašnje organe pri ekstremnim pritiscima.
Novi model pruža inženjerima praktičan alat: projektovanjem i pozicioniranjem motora, kao i oblikovanjem podloga za sletanje, moguće je prekinuti rezonantne povratne petlje i time smanjiti ton i intenzitet buke. Rad je objavljen u Journal of Fluid Mechanics, što potvrđuje njegovu stručnu validnost.
Perspektiva
Ovo istraživanje predstavlja značajan korak ka tišoj avijaciji — od vojne tehnike do budućih komercijalnih nadzvučnih letova iznad kopna. Dalji razvoj primena modela i testiranja u realnim uslovima mogla bi u narednim godinama dovesti do konkretnih rešenja za smanjenje buke i povećanje sigurnosti.
Pomozite nam da budemo bolji.
