Samoloty, ciche jak sowa

Mechanika lotu sowy przyciąga od lat uwagę konstruktorów lotniczych i specjalistów z innych dziedzin. Gdyby udało im się skopiować budową ich skrzydła, samoloty latałyby dużo ciszej, a ponadto można by wyciszyć pracę wielu innych urządzeń, na przykład siłowni wiatrowych i zwykłych wentylatorów.

Bionicy z Akwizgranu

Bionicy z znanej w całym świecie politechniki w Akwizgranie badają od lat tajemnice wyjątkowo cichego lotu sowy. "Sowy polują w nocy - mówi dr Thomas Bachmann - dlatego mają wyjątkowo czuły słuch i specyficzną budowę skrzydeł, która umożliwia im praktycznie bezszumny lot w ciemnościach."

Przyglądając się budowie jednego z gatunków sów, Bachmann i jego koledzy stwierdzili, że jej korpus ma prawie te same wymiary i ten sam ciężar, co korpus gołębia, ale jej skrzydła są dużo większe niż gołębie i silniej wygięte. Pozwala jej to uzyskać znacznie większą siłę nośną podczas lotu przy niskich prędkościach.

Gołąb, aby uzyskać te same wartości, musiałby znacznie szybciej machać skrzydłami, wskutek czego byłby dużo głośniejszy, co natychmiast zaalarmowałoby jego potencjalne ofiary. Warto zatem przyjrzeć się bliżej budowie sowiego skrzydła.

Wykazuje ono dwie, charakterystyczne cechy. Każde pióro sowy pokryte jest na górnej powierzchni aksamitnym puszkiem, a na przedniej krawędzi, która w lotnictwie nazywałaby sią "krawędzią natarcia", ma ciągnące się ząbki. Taki sam, ząbkowany wzór, ma tylna krawędź lotek, czyli "krawędź spływu".

Naturalnie te analogie do samolotowych skrzydeł słuszne są jedynie tylko w przybliżeniu. Trudno sobie bowiem wyobrazić samolotowe skrzydło pokryte miękkim, sowim "pluszem", który dobrze tłumi odgłosy podczas lotu. Nie jest to zresztą potrzebne, bo samoloty nie machają skrzydłami!

Uczmy się od przyrody!

Ale wszędzie tam, gdzie używa się helikopterów, wytłumiona łopata wirnika, która w śmigłowcu pełni rolę wirującego skrzydła, mogłaby okazać się pożyteczna. Podobnie jak w siłowniach wiatrowych, lub w konstrukcji cichych wentylatorów lub turbin, w których też mamy do czynienia z łopatami wirnika.

Lotnictwo wiele zyskało od chwili, w której zwróciło baczniejszą uwagę na specyficzne cechy budowy skrzydeł różnych gatunków ptaków. Na przykład od sępów, orłów i bocianów przejęło tzw. winglety, czyli małe skrzydełka aerodynamiczne, ustawione pod odpowiednim kątem na końcu właściwego skrzydła samolotu. Tłumią one wibracje powstające podczas lotu, zmniejszają zużycie paliwa i podnoszą osiągi samolotu w dwóch, najtrudniejszych fazach lotu: podczas startu i - w mniejszym stopniu - lądowania.

Rolę wingletów u ptaków pełnią pojedyncze, wyjątkowo silne i giętkie pióra, na końcach ich skrzydeł. Dzięki nim opływ powietrza wokół nich jest znacznie spokojniejszy niż w przypadku skrzydła samolotu - wyjaśnia dr Bachmann.

Bardzo ciekawe cechy wykazuje także konstrukcja otworów słuchowych sowy, umieszczonych po obu stronach jej głowy, ale - uwaga - niesymetrycznie. Dźwięki z otoczenia dochodzą do polującej sowy w różnym czasie i nieco zmienionej formie, co pozwala jej precyzyjnie zlokalizować ofiarę. To taki rodzaj radaru, ale wyjątkowo dobry, bo prosty w budowie i niezawodny.

Czy to spostrzeżenie można wykorzystać? Okazuje się, że tak. Na przykład w konstrukcji urządzeń do organizowania coraz bardziej popularnych wideokonferencji. Wyposażona w czuły mikrofon kamera, która "słyszy" dochodzący do niej głos mówcy, tak jak sowa słyszy podczas lotu dźwięki wydawane przez ukrywającą się przed nią mysz, "wyławia" głowę przemawiającego i potrafi od razu przestawić się na innego uczestnika wideokonferencji, który zabierze po nim głos.

W ten sposób inni jej uczestnicy, przebywający w innym pomieszczeniu, mogą o wiele lepiej słyszeć i rozumieć treść rozmów. Jak widać - sowy są naprawdę mądre i można się od nich sporo nauczyć.

Fabian Schmidt / Andrzej Pawlak