无论直升机旋翼或船只螺旋桨,运转时噪音都极大,且螺旋桨设计已有很长一段时间未出现重大变革,因此当一些团队提出新的环形螺旋桨设计,无疑令人兴奋。它们不仅比传统螺旋桨安静,效率也更高。
螺旋桨是一种有中央桨毂和辐射形桨叶的设备,当它在水中或空气中旋转时,会产生拉(推)力使船或飞机作前进运动,某种意义上说,它们从螺丝演变而来。
不过螺旋桨也已经很久没有出现革命性的设计了,船仍在使用螺旋式螺旋桨,直升机仍在使用旋翼,且多旋翼一个关键问题是往往发出令人烦躁的噪音,大部分与婴儿的嚎哭处于同一频率范围。
在麻省理工学院研究静音离子推进飞机的一个团队,于是想知道是否能通过不同形状的螺旋桨来减轻多旋翼噪音,因此提出环形机翼的初步概念。经过多次尝试,团队确定环形螺旋桨不只可降低整体噪音量,还能特别降低1-5 kHz范围的噪音,事实上,环形螺旋桨运转听起来变得像一阵稍微急促的微风。
研究人员指出,让螺旋桨更安静的关键在于环形设计能将产生的涡流分布到整个形状,使它于大气中消散得更快、减少传播距离,因此我们更不容易听到。真要提缺点,环形螺旋桨设计相当复杂,尚不清楚是否能拓展成更大尺寸、取代传统螺旋桨,但当涉及环境噪音污染防治,每降一分贝噪音都变得相当重要。
而空气动力学和流体动力学密切相关,Sharrow Marine公司的水下环形螺旋桨已获得惊人成果且开始销售,基本上,该公司的螺旋桨根本不会产生尖端涡流(发动机噪音主要原因之一),还能在中低转速下将速度提高1倍,以48公里/小时的速度安静推进,在船上不用怕引擎太吵盖掉交谈声。
不过Sharrow Marine公司的螺旋桨缺点是价格,传统水下螺旋桨价格约500美元,新型降噪螺旋桨价格高达4,999美元。
(首图来源:Sharrow Marine)