Eliche ad anello: nel mare e nell’aria una rivoluzione del silenzio

Chiunque sia stato a stretto contatto con un drone, grande o piccolo, sa quanto sia inquietante il rumore che questi esseri volanti fanno all’orecchio umano: la sensazione di essere caricati da una zanzara tigre delle dimensioni di una mucca, l’esercizio dei timpani sensibili, la discrezione di un tosaerba che cerca di raggiungere le nuvole. È l’essenza dei ventilatori, progettati per spingere l’aria dietro di loro e quindi fornire spinta al dispositivo che stanno trasportando: fanno rumore. A volte molto. sempre molto.

Come spiega New AtlasLe frequenze che vengono raggiunte nell’aria sono simili a quelle del pianto di un bambino, quindi non sorprende che le trovi fastidiose. E non è solo che sono in aria: anche le eliche marine sono piuttosto rumorose. Il che può diventare un po’ noioso, ad esempio chiedi a un sottomarino.

Come nota anche il sito, la forma generale dell’elica, sia essa progettata per un aeroplano o una nave, è cambiata solo marginalmente negli ultimi secoli e millenni, con limitati guadagni di efficienza.

Un team del gruppo Structural and Thermal Fluid Engineering del Lincoln Laboratory, che ha sede al MIT, ha considerato la domanda: e se, dopo tutto questo tempo, cambiassimo un po’ la loro forma? “Quando le persone avevano idee folli all’inizio del 1900 o durante la seconda guerra mondiale, alcuni dei progetti erano fondamentalmente ali circolari. Quindi mi chiedevo come sarebbe stata una di quelle ali circolari se l’avessi trasformata in un ventaglio”.afferma il dottor Thomas Sebastian, un membro del suddetto laboratorio.

Il nostro concetto iniziale era quello di utilizzare forma anulareQuesta ala ha la forma di un anello, poiché speravamo di trasformarla in un ventilatore silenzioso »Continua, osservando che uno dei suoi stagisti, esperto di stampa 3D, ha creato e testato diverse iterazioni della cosa.

Dall’aria all’acqua

Il loro istinto non li ha ingannati: come potete vedere nel video qui sotto, il ventilatore inventato non solo è più silenzioso, ma non “riproduce” le stesse frequenze. Il risultato: il drone, in piena forza, sembra più un fan che un esercito di droni arrabbiati.

Elica toroidale, uno dei laboratori @RD100Premi Vincitori, hanno un esclusivo design a circuito chiuso che li rende un’alternativa significativamente più silenziosa alle eliche multimotore comuni nei veicoli aerei senza pilota commerciali. https://t.co/hgda3NgYIz pic.twitter.com/5XkIxNVPHd

– Laboratorio Lincoln (MITLL) 6 gennaio 2023

Inoltre, il team, ovviamente, ha testato le prestazioni di pura spinta della sua elica. Riducendo il rumore, ha perso la sua efficienza? Non sembra, al contrario: a parità di potenza, questo esotico che hanno battezzato B160 offre più spinta di un’elica convenzionale. Il bonus è più percepibile in quanto il suo rumore meno evidente può consentire ai droni di volare più vicino agli umani, e la forma ad anello chiuso rende l’elica ad anello meno pericolosa in caso di contatto con il corpo.

Come chiarisce New Atlas, il team è ancora agli inizi. È impossibile dire quale dimensione può essere applicata allo IUD toroidale. Sarà per taxi e macchine volanti, aerei militari a decollo e atterraggio verticale o solo per droni più piccoli? Inoltre, la ventola ad anello rimane, almeno per ora, più complessa da produrre rispetto a una normale ventola.

Quindi, cosa farà il MIT con la sua elica rimane un mistero. Ma altri, in un campo diverso, hanno già applicato con successo il concetto della forma ad anello. E così New Atlas racconta una storia Charu MarinÈ un’azienda che ha adottato l’idea e l’ha applicata nel campo marittimo.

Si dice che i risultati siano sorprendenti, sia in termini di rumore che di spinta. A differenza delle eliche convenzionali, le punte delle eliche ad anello di Sharrow Marine non creano vortici. In questo modo gran parte del rumore generato in precedenza viene eliminato e il gruppo spinge più acqua, guadagnando così anche in efficienza. A parità di potenza la barca si muove più velocemente, consuma meno (si tratta del 20% di risparmio di carburante), e ha il vantaggio di poter accelerare senza interrompere la discussione dei suoi occupanti.

Il rovescio della medaglia, ci dovrebbe essere, è il prezzo: Sharrow Marine, che si adatta alla domanda e alle diverse motorizzazioni, vende le sue eliche ad anello a circa 4.600 euro, quando un’elica lambda costa circa dieci volte di meno. Dicono che il silenzio sia d’oro anche per i pesci.