Учени от „Джонс Хопкинс“ откриват неочаквани предимства в 500-годишен проект
В продължение на векове скицата на „въздушния винт“ от Леонардо да Винчи се е възприемала като плод на гениален, но нереализуем инженеринг. Днес, обаче, ново изследване на екип от университета „Джонс Хопкинс“ в САЩ поставя тази историческа концепция в изненадващо актуален контекст – оказва се, че дизайнът на Леонардо може да превъзхожда съвременните дронове по два ключови показателя: механична ефективност и аероакустичен шум.

Дроновете навлизат в ежедневието с впечатляваща скорост – от планински спасителни операции до доставки по домовете. Но една пречка продължава да стои на пътя на масовото им използване в градска среда: шумът. Изследвания показват, че дроновият шум е по-дразнещ за човешкия слух от автомобилния и самолетния, дори при еднакви нива на децибели. Това се дължи на характерните високи, синусоидални честоти и отраженията им от земната повърхност.

Ренесансово вдъхновение

Екипът на докторанта Сурянш Пракар от Лабораторията по аеродинамика и изчислителна механика към Johns Hopkins решава да търси решение в миналото. Те възстановяват 3D модел на въздушния винт на Леонардо – устройство, наподобяващо гигантски винт, вдъхновен вероятно от принципите на винта на Архимед, и го тестват чрез компютърна симулация.

Какво показва анализът?

Изводите са впечатляващи. В сравнение с традиционните дронови перки, аеродинамичният винт на Леонардо създава по-малко шум и изисква по-малко мощност, за да осигури същото ниво на подемна сила. Причината е в по-голямата повърхност и по-ниската скорост на въртене, което води до по-ниски нива на аероакустично въздействие и по-малко енергийни загуби.

„Идеята на Леонардо може и да не е била приложима в неговото време, но концепцията му работи“, коментира Пракар. Единственият съществен проблем в оригиналния проект бил, че въртенето на винта трябвало да се извършва ръчно – чрез хора, обикалящи около ос. Но при модерно задвижване, дизайнът може да се окаже ценен за бъдещето на безшумния градски транспорт с дронове.

Въпреки че експериментите са били изцяло цифрови, резултатите насочват към нови възможности за развитие на безшумни, енергийно ефективни летателни апарати. Екипът на FPCL планира да продължи изследванията върху традиционни и нестандартни пропелери, вдъхновени от природата и историята.

Мечтата за летене не започва с Леонардо

Леонардо да Винчи със сигурност не е първият човек, който е мечтал да излети към небето. Стремежът към полет – символ на свобода и божествено докосване – присъства в човешката култура от древността. Още в древногръцкия мит за Дедал и Икар виждаме как човекът се опитва да избяга от ограниченията на земното чрез изкуствени криле. През IX век в Андалусия, ученият Абас ибн Фирнас конструира дървена летателна машина и дори прави опит за полет, който, макар и неуспешен, се смята за първия документиран опит за авиация.

В Древен Китай се разработвали дървени „летящи птици“ и хвърчила, използвани не само за забавление, но и за експерименти. Архит от Древна Гърция пък е създал механичен гълъб – ранна форма на автоматон с летателни свойства.

Но именно Леонардо е първият, който прави систематични наблюдения и чертае реалистични концепции за летателни апарати. Неговата визия надскача митологията и експериментите – тя се базира на анатомия, физика и инженерна мисъл, далеч пред времето си.

Историята показва, че понякога най-модерните идеи се раждат от чертежи на 500 години.