Разгадан бесшумный полет сов

04.02.2024

Ученые из Университета CHIBA в Японии раскрыли секрет бесшумного полета сов. Исследователи, долго увлеченные этой уникальной способностью сов, выяснили, что микробакрома, особая особенность заднего края совиных крыльев, играет ключевую роль в подавлении шума, сохраняя при этом оптимальные аэродинамические характеристики.

Открытие о влиянии микробакромы на уровень шума при полете сов предоставляет ценные знания, которые могут быть применены в технологии для создания более тихих и эффективных аэродинамических систем. Перспективы использования этих принципов в различных областях, включая авиацию и инженерные разработки, предвосхищают устойчивый прогресс в области шумоподавления и биоинспирированных инноваций.

Группа ученых построила две трехмерные модели крыльев: одну с микробакромой, а другую без нее. С использованием комбинации методов моделирования вихрей и расчетной акустики Фокса-Уильямса-Гокинга они смоделировали поток жидкости, чтобы точно воспроизвести условия полета. Основное внимание было уделено скорости планирования полета настоящих сов.

Результаты исследования показали, что микробакрома эффективно снижает уровень шума крыла, особенно при высоких углах атаки, не вредя аэродинамике по сравнению с крыльями без этой особенности. Ученые выявили два взаимодополняющих механизма, с помощью которых микробакрома воздействует на воздушный поток.

Во-первых, микробакрома разрушает вихри на задней кромке крыла, уменьшая колебания воздушного потока. Во-вторых, она уменьшает взаимодействие между перьями на кромке крыла, предотвращая образование вихрей. Сочетание этих механизмов улучшает аэродинамические свойства и снижает уровень шума.

Это открытие имеет широкие перспективы за пределами орнитологии. Исследование предполагает, что аналогичные полоски могут быть использованы для снижения шума в различных искусственных конструкциях, включая дроны, ветряные мельницы, пропеллеры и даже летающие автомобили.

Специалисты считают, что глубокое понимание этих механизмов открывает путь к разработке методов уменьшения шума в оборудовании, работающем в жидких средах.

<< Назад: Сверхсильные искусственные мышцы 04.02.2024

>> Вперед: Доказана связь тревоги и тестостерона с рецепторами мозга 03.02.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Спасть на боку полезнее 19.08.2015 Довольно долго никто не знал, как мозг избавляется от биохимического мусора: продуктов метаболизма, испорченных молекул, отслуживших свое, и т. д. Обычно "канализацией" служит кровеносная и лимфатическая системы, но между нервной тканью и кровеносными сосудами в мозге стоит мощный гематоэнцефалический барьер, который мало что пропускает через себя. Однако несколько лет назад Майкен Недергард (Maiken Nedergaard) и его коллеги из Рочестерского университета нашли в мозге собственную мусороуборочную систему. Кровеносные сосуды в мозге окружены чехлами из отростков астроцитов - вспомогательных, или глиальных клеток. Получается двойная трубка, и в промежуток между ее двумя стенками проникает "замусоренная" межклеточная жидкость, которая фильтрует мусор в кровеносный сосуд. Причем астроциты создают в ней давление, так что фильтрация здесь не пассивная, а активная. Систему назвали глимфатической: функционировала она подобно обычной лимфатической, только сделана была из глиальных клеток. Работа мусороуборочной системы зависит от действий мембранных каналов астроцитов, которые требуют довольно много энергии. Это навело на мысль, что глимфатическая система мозга остается функциональной во время сна: на работу нейронов, на восприятие и анализ внешних сигналов, на аналитику и т. п. энергия не тратится, поэтому ее можно направить на уборку мусора. Дальнейшие эксперименты гипотезу подтвердили: активная прокачка межклеточной жидкости через глиальный фильтр включалась именно во сне. Причем во время сна на 60% увеличивалось расстояние между нервными клетками, которые как бы съеживались, чтобы расширить каналы для циркуляции спинномозговой жидкости и облегчить ей доступ к глимфатической системе. Что до контроля над ней, то здесь исследователи отдают главную роль нейромедиатору норадреналину, уровень которого сильно падает во время сна и возрастает при пробуждении. Но если глимфатическая система включается во сне, значит, ее работа зависит от того, как мы спим? Действительно, как выяснили все те же Майкен Недергард с сотрудниками Рочестерского университета и присоединившиеся к ним исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук, на эффективность мусороуборочных процессов в мозге влияет положение тела во сне. Опыты ставили на животных: лабораторным грызунам вводили специальную метку, по которой можно было следить, насколько эффективно из мозга выводятся испорченные белки, и укладывали животных спать. Как пишут авторы работы в Journal of Neuroscience, лучше всего мозговая "канализация" работала в том случае, если звери спали на боку. Здесь стоит сказать, что и животные, и люди спят чаще всего на боку, что, возможно, связано как раз с работой глимфатических каналов (хотя полученные результаты все равно нужно будет подтвердить в исследованиях с участием людей). Испорченные молекулы, за которыми следили в экспериментах, были белками тау и бета-амилоидом - накапливаясь в нейронах, они вызывают синдром Альцгеймера. Известно, что многие неврологические заболевания, включая нейродегенеративные синдромы, связаны с расстройствами сна. Возможно, нарушение работы мусороуборочной системы, активизирующейся во время сна, как раз способствует развитию таких болезней. Так что правильный сон помогает помогает мозгу не только восстановить психические функции, но и эффективно избавиться от опасных веществ.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025