降低飛機噪音，來自暗夜掠食者的靈感

貓頭鷹向來以神出鬼沒著稱，它擁有敏銳的視覺、聽覺和嗅覺，最重要的是它在飛行時發出的響動很小，因此它可以在發現獵物之後神不知鬼不覺的將其捕獲。科學家們認為，貓頭鷹的這項技能將可以幫助他們降低飛機和風力發電機的雜訊。

近日，日本千葉大學（Chiba University）的研究團隊發現，貓頭鷹翅膀的鋸齒形邊緣（又稱前緣鋸齒）是它們能夠無聲飛行的關鍵。通常，當鳥類或者飛機飛上天的時候，翅膀下表面的壓強比上表面大，空氣有從高壓流向低壓的趨勢，正常情況下，這種趨勢會被流過翅膀的高速氣流限制。當這種限制不夠強的時候就會產生渦流，從而產生噪音。風力發電機因為類似原理也會產生巨大的噪音。

但貓頭鷹翅膀的結構很特殊，它們翅膀前緣的羽毛非常堅硬呈鋸齒形排列，而其後端又附有天鵝絨狀細膩的絨毛，這將有效降低噪音的產生。科學家們利用這一結構製造了一組仿生機翼，並進行了流體力學研究常用的大渦模擬實驗。

他們利用標準的數學模型來研究通過仿生翼的氣流，在低速風洞中使用粒子圖像測速儀和其他力學儀器來測量得出數據。實驗結果證明，這種結構當機翼上表面攻角（機翼和氣流方向的角度）在 0-20 度之間時，就能使穩定氣流到湍流氣流之間實現平穩過渡。也就是說，在一定角度下，它能打破極速旋轉的氣流將其分解成更小更安靜的漩渦。

千葉大學首席研究員 Hao Liu 說：「如果將這一發現應用於風力發電機、飛機機翼或無人機旋翼上，這將成為一項控制渦流降低噪音非常有效的仿生學設計。當噪音問題成為部署風力發電機的主要障礙之一時，這種降低噪音的方法是十分受歡迎的。」

目前，他們的這項研究發表在《Bioinspiration and Biomimetics》雜誌上。但其實，在此之前由劍橋大學 Nigel Peake 教授領導的研究團隊就已經在探索貓頭鷹翅膀結構對降低噪音的影響了，他們利用高解析度的顯微鏡觀察貓頭鷹羽毛的細節，並用 3D 列印製造除了類似的塑膠材料代替原本發電機的葉片，成功在沒有改變空氣動力學功能的情況使風力發電機的噪音減少了 10 分貝。

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