Тем, кто живет рядом с крупным аэропортом, приходится мириться с шумом взлетающих и заходящих на посадку самолетов. Американские ученые нашли решение этой проблемы в новом материале, подходящем для производства пассивных, незаметных элементов внутри крыльев, которые автоматически принимают нужное положение во время снижения и существенно снижают шум от замедления самолета.

Звук заходящего на посадку самолета достигает 75–80 дБ. Такой уровень шума, как показывают исследования, вредит здоровью человека, если приходится слушать его регулярно: нарушается сон, повышается риск инсульта и сердечных заболеваний. Во время взлета основной источник шума — двигатели. При посадке — крылья, меняющие свою форму для того, чтобы замедлить движение самолета. Воздух, проникающий в щели крыла, создает резкий, неприятный звук.

«При посадке двигатели самолета сбрасывают скорость, так что шума от них немного. И тогда становятся слышны другие источники громких звуков, такие как крылья, — сказал Даррен Хартл, профессор Техасского университета A&M. — Мы хотим создать структуры, которые не станут менять никаких характеристик самолета, но значительно смягчат проблему шума».

В прошлом Хартл и его команда уже установили, что наполнители крыла в качестве мембраны в форме вытянутой буквы S могут решить проблему циркуляции воздуха, из-за которой возникает неприятный звук. Однако материалов, способных принять нужную форму во время посадки, а затем вернуться к исходному положению, не нашлось, пишет EurekAlert. Поэтому ученым пришлось заняться созданием нужного материала.

Сначала они провели тщательное моделирование, чтобы понять, может ли мембрана из сплава с памятью формы, становиться на время S-образной. Они рассчитали геометрию, эластичность сплава и аэродинамику потока воздуха вокруг материала при посадке. Для сравнения они смоделировали также движение мембраны из полимерного композита с углеродными волокнами. Результаты показали, что оба варианта могут менять форму под действием ветра и, как следствие, снижать шум. Но сплав требует больше обработки и более точных расчетов.

Следующим шагом исследователей станет подтверждение результатов моделирования опытным путем, в аэродинамической трубе. Ученые надеются, что смогут уменьшить размер структурных элементов, которым не нужно будет принимать S-образную форму, а значит — и массу.

Сплавы с памятью формы для создания бесшумных самолетов планируют использовать и инженеры NASA. Они создали опытный образец новой модели крыла в масштабе 1:10 и собирают экспериментальные данные в аэродинамической трубе. После завершения испытаний исследователи планируют перейти к экспериментам с моделями в натуральную величину.