Удивительная форма китовых плавников помогает создать более совершенные лопасти для вертолетов будущего.

Плавники китов-горбачей имеют характерные волнистые края
Аналогом их служили крохотные резиновые «нашлепки»
Они укреплялись ровными рядами на передней кромке лопастей несущего винта экспериментального вертолета
Летчики-испытатели моментально оценили эффект

Грациозная акробатика больших китов-горбачей (Megaptera novaeangliae) поражает не только любителей документальных фильмов о живой природе, но и специалистов. Перевороты и трюки он выполняет, используя довольно узкие плавники, расположенные, казалось бы, далеко не оптимальным образом, на уровне груди, у самого брюха. Однако внимательное изучение этих плавников преподнесло настоящий сюрприз — и позволило немецким инженерам предложить усовершенствованные лопасти для вертолетов, более быстрые и более тихие.

Именно лопасти несущего винта обеспечивают вертолетам подъемную силу и направленный контролируемый полет и движущую силу. Представим себе летящий вперед вертолет: кончик лопасти, которая вращается по направлению движения (находится в ведущей области диска вращения), относительно окружающего воздуха смещается быстрее, чем кончик лопасти, вращающейся назад (находящейся в ведомой области). Эта неизбежная, вроде бы, разница приводит к появлению мощных турбулентных потоков воздуха и создает целый ряд проблем, характерных для всех вертолетов, включая вибрацию и трудности со стабильностью полета на больших скоростях.

Возможное решение этих проблем исследователи из немецкого аэроксосмического агентства DLR, работающие под руководством Кая Рихтера (Kai Richter), как раз и подсмотрели у китов-горбачей. Они обратили внимание на характерные для этих животных волнистые края плавников, которые, как считается, создают при движении дополнительную подъемную силу. Авторы не стали чересчур углубляться в вопрос и не тратили время на дополнительное изучение этого эффекта, и просто снабдили лопасти экспериментального ротора такими же неровностями, лишь пропорционально изменив их размеры.

Для этого авторы изготовили множество одинаковых резиновых полусфер диаметром 6 мм и покрыли ровным рядом их переднюю кромку лопастей экспериментального вертолета, и проверили, как они будут себя вести. Оказалось, более чем достойно: разницу ощутили не только точные приборы, но и летчики, пилотировавшие аппарат, которые отметили более плавный полет.

Вдохновленные первыми успехами, авторы уже подали заявку на соответствующий патент, и теперь работают над усовершенствованием этой интересной технологии. В частности, предстоит, конечно, отказаться от резиновых «нашлепок» и подобрать оптимальные характеристики неровностей кромки лопасти, которые будут создаваться непосредственно на ее поверхности при заводском изготовлении.

По пресс-релизу DLR