Бионика. Как горбатый кит помог вертолёту.

Взрослый горбатый кит, или горбач, больше и тяжелее автобуса. Может достигать 16 метров в длину и весить до 30 тонн! Тем не менее это гигантское млекопитающее отличается удивительной маневренностью, особенно когда ныряет и меняет направление движения. Откуда у горбача такая подвижность?
Большинство китов и других китообразных снабжено плавниками с гладким передним краем. Но только не горбатый кит. На концах его грудных плавников имеются крупные бугорки. Во время плавания их обтекает вода, образуя множество завихрений. Бугорки направляют потоки воды и создают турбулентность. Этот «эффект бугорков» увеличивает подъемную силу кита и позволяет ему свободно вращать плавниками под большим углом, двигаясь без потери скорости. При больших углах поворота бугорки уменьшают силу сопротивления, что немаловажно, если учитывать длину плавников, которая составляет примерно треть длины кита.
Исследователи уже применяют этот принцип для создания более эффективных водных турбин, ветродвигателей и лопастей несущего винта вертолета, а также штурвалов на судах.
Инженеры компании Whale Power (переводится как «Сила кита») в начале 2000-х годов занялись изучением аэродинамики плавания китов. Как уже было сказано, выступы на плавниках горбачей снижают сопротивление воды, и помогать киту при плавании тратить меньше энергии. Компания Whale Power перенесла эту технологию из воды в воздушную среду и снабдила китовыми зубцами лопасти ветряных электростанций в местностях, где сила ветра не постоянна. В результате те стали вырабатывать на 7% больше электроэнергии.
Но и это не всё! Уникальные особенности горбатых китов могут улучшить аэродинамику вертолетов. Современные вертолеты могли бы быть намного быстрее и маневреннее, по крайней мере, нынешние двигатели позволяют существенно улучшить летно-технические характеристики винтокрылых машин. К сожалению, во время полета вперед или маневрирования воздушный поток над движущейся назад лопастью несущего винта отделяется и приводит к так называемому динамическому срыву. Эта турбулентность уменьшает подъемную силу и создает большие нагрузки на лопасти и втулку несущего винта, что чревато авиакатастрофой.
К счастью, ученые из Германского аэрокосмического центра (DLR) нашли способ преодолеть этот принципиальный недостаток винтокрылых машин. Как вы догадываетесь, путь к совершенствованию аэродинамики вертолетов ученым подсказали горбатые киты. Специалисты DLR смогли скопировать бугорки кита и на их основе сделать аналогичные конструкции на поверхности лопастей винта. Хотя искусственные неровности, названные передовыми вихревыми генераторами, меньше, чем аналогичные бугорки у горбатых китов и имеют диаметр 6 мм, а вес - всего 0,04 грамма, в ходе первых тестов новой технологии в аэродинамической трубе и первых испытательных полетов летчики-испытатели уже заметили положительную разницу в поведении лопастей.
По мнению разработчиков, новая технология имеет большой потенциал и может повысить скорость и маневренность вертолетов с минимальными затратами. При массовом производстве бугорки можно формировать непосредственно на передних титановых кромках лопастей.