Команда лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института уменьшила шум пропеллеров в мультикоптерах с помощью нетипичной формы. Команда нашла конструкцию, которая снижала не только общий уровень шума при заданном уровне тяги, но и шум в диапазоне 1–5 кГц, к которому особенно чувствительно человеческое ухо.
Чтобы создать тихий винт, ученые придали ему тороидальную кольцеобразную форму. Именно она позволила небольшому многороторному беспилотному летательному аппарату работать тише, чем современные беспилотники, в которых форма винта не менялась с момента появления авиации. Более тихие пропеллеры могут ускорить общественное признание и коммерческое внедрение дронов, убеждены разработчики.
Тихий тороидальный пропеллер состоит из двух лопастей, соединенных вместе так, что кончик одной лопасти загибается обратно в другую. Эта конструкция закрытой формы сводит к минимуму лобовое сопротивление закручивающихся воздушных вихрей, создаваемых на концах лопастей, и повышает общую жесткость воздушного винта. Вихри, создаваемые пропеллером, распределяются по всей его форме, а не только на кончике. Поток воздуха быстрее рассеиваться в атмосфере, и вихрь не распространяется далеко, поэтому его сложно услышать. В результате шум снижается в ключевом диапазоне с примерно 50 до 35 децибел, то есть раздражающий звук превращается в шелест.
Тороидальный винт был не только тише при заданном уровне тяги, чем стандартный, но и давал большую тягу при заданном уровне мощности. Петлевая форма повышала устойчивость конструкции и снижала вероятность того, что опора порежется или зацепится за предметы. Из минусов — это довольно сложные формы, поэтому их труднее изготовить, чем стандартные винты. Но решением может стать 3D-печать.
Проект получил награду в области разработок и исследований R&D100. Пока неясно, могут ли такие винты заменить традиционные пропеллеры на самолетах с неподвижным крылом или на электрическом транспорте вертикального взлета и посадки. Команда запатентовала дизайн, а сверхтихие тороидальные пропеллеры, напечатанные на 3D-принтере Массачусетского технологического института, уже установили на коммерческом беспилотнике для испытаний.
