Πώς ένα σχέδιο του Ντα Βίντσι μπορεί να κάνει πιο αθόρυβα και αποτελεσματικά τα σύγχρονα drones

Τα drones παράγουν ένα χαρακτηριστικό ήχο υψηλής συχνότητας καθώς οι έλικες τους σχίζουν τον αέρα, αναφέρει o Independent. Και η νέα μελέτη από ερευνητές του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς στις ΗΠΑ υποδηλώνει ότι μια συσκευή που ο Ντα Βίντσι σχεδίασε πριν από περισσότερα από 500 χρόνια θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την ανάπτυξη μιας πιο αθόρυβης τεχνολογίας drone.

Η «εναέρια βίδα», όπως την ονόμασε ο εφευρέτης και καλλιτέχνης σε χειρόγραφο του 1486-1490, είναι ένα από τα πρώτα γνωστά σχέδια ενός έλικα που παράγει άνωση. Ωστόσο, η αεροδυναμική και αεροακουστική του απόδοση έχει τύχει περιορισμένης επιστημονικής προσοχής, σύμφωνα με τον καθηγητή μηχανολογίας Ρατζάτ Μιτάλ, συγγραφέα της μελέτης που δημοσιεύτηκε στη βάση δεδομένων arXiv.

Πώς «σβήνει» τον ήχο

Στην έρευνά τους ο Δρ. Μιτάλ και η ομάδα του προσομοίωσαν τις αεροδυναμικές δυνάμεις και τις ηχητικές εκπομπές ενός σύγχρονου drone βασισμένου στο σχέδιο του ντα Βίντσι.

Το βουητό που παράγουν τα σύγχρονα drones οφείλεται σε στροβιλισμούς αέρα γύρω από την άκρη των ελίκων, με τις επίπεδες λεπίδες τους. Οι ερευνητές θεωρούν ότι οι έλικες του σχεδίου του Λεονάρντο, με σχήμα βίδας και μία μόνο λεπίδα, μπορούν να διασκορπίζουν αυτούς τους στροβιλισμούς αέρα και να σβήνουν τον ήχο.

Οι ερευνητές πραγματοποίησαν προσομοιώσεις σε υπολογιστή, αξιολογώντας την άνωση, τη μηχανική ισχύ και τις ακουστικές εκπομπές ενός τέτοιου σχεδιασμού υπό διαφορετικές συνθήκες ροής αέρα. Στη συνέχεια συνέκριναν τα αποτελέσματα με αυτά ενός τυπικού έλικα δύο λεπίδων που παράγει παρόμοια άνωση.

Διαπίστωσαν ότι η σύγχρονη υλοποίηση του σχεδίου του ντα Βίντσι παρήγαγε μικρότερη ένταση ήχου για την ίδια άνωση. «Η εναέρια βίδα παρουσιάζει σημαντικά χαμηλότερη κατανάλωση μηχανικής ισχύος και ακουστική ένταση ανά μονάδα άνωσης», έγραψαν στη μελέτη. Η σπειροειδής γεωμετρία της εναέριας βίδας καταστέλλει την αλληλεπίδραση μεταξύ της λεπίδας του έλικα και του στροβιλισμού του αέρα και, ως εκ τούτου, τον θόρυβο που προκαλεί.

Οι ερευνητές ελπίζουν να μελετήσουν περαιτέρω τη δομική ακεραιότητα και σταθερότητα του σχεδιασμού του Λεονάρντο πριν αυτός αποτελέσει τη βάση για νέα, αθόρυβα drones.