Question:
Le principe du vol silencieux des hiboux pourrait-il être utilisé pour les avions furtifs?
Pratham Shah
2019-10-14 21:44:26 UTC
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Je m'interrogeais sur la capacité des hiboux à voler si silencieusement. Est-ce parce qu'ils battent doucement, qu'ils battent moins souvent ou est-ce que leur structure est responsable? Je pensais que leur principe de traque pouvait être appliqué aux avions furtifs. Est-ce possible?

Ne pas avoir de moteurs à réaction aide.
Réponse courte - "en étant des hiboux et non des avions"
Les avions en papier sont assez silencieux, mais c'est encore une fois le problème du «pas de moteurs». Les planeurs et les parachutes sont également assez silencieux.
Je ne suis pas d'accord avec l'idée de mettre cette question hors sujet. Les oiseaux sont les maîtres aviateurs sur cette planète, il serait donc logique d'inclure l'OP dans SE Aviation.
La question porte sur l'aviation: la conception des avions est ici d'actualité. C'est peut-être un peu large, mais il est éminemment responsable. Voté pour rouvrir.
Ou pouvons-nous mettre des capteurs sur les hiboux et les envoyer en mission? ....
La furtivité n'a presque rien à voir avec le «silence», et consiste à être invisible au radar. Quand un hibou apprend à échapper au radar, faites-le moi savoir.
@Dave J'ai entendu quelque part que les pigeons étaient utilisés à des fins militaires (comme la communication). Pourquoi ne pas utiliser également d'autres oiseaux?
@ManuH Ils l'ont essayé avec des [chauves-souris mexicaines] (https://en.wikipedia.org/wiki/Bat_bomb). Ça ne s'est pas bien passé.
Indépendamment du peu de vol d'un hibou, il battra plus souvent qu'un avion furtif.
Vous savez, dans les films d'action de science-fiction, en effet "furtif!" hélicoptères signifie généralement des hélicoptères «silencieux».
@Fattie Ah, bon vieux "mode chuchotement"!
@mast ok j'aurais dû écrire "animal volant" (les chauves-souris ne sont pas des oiseaux)
Seulement si ces avions furtifs étaient couverts de plumes, battaient des ailes et volaient à pas plus de 30 miles par heure.
Cinq réponses:
quiet flyer
2019-10-14 22:21:00 UTC
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Leurs principales plumes d'aile ont une structure inhabituelle incorporant un bord d'attaque frangé et en forme de bande, ce qui réduit le bruit du vent. Les plumes des ailes ont également une douceur ou une souplesse globale. Le bord de fuite de l'aile est également dominé par des bords doux et frangés. Même les plumes (cachées) de la doublure sous les ailes ont une douceur inhabituelle qui joue un rôle dans la suppression du son.

Voir par exemple - https://www.owlpages.com/owls/articles.php ? a = 7n, https://animals.howstuffworks.com/birds/owl-fly-silently1.htm.Google "structure de plumes de hibou" pour en savoir plus.

Je laisserai la plupart du temps non-dit, quant à savoir si l'une de ces fonctionnalités vaut la peine d'être incorporée dans un avion à réaction. Peut-être que certaines de ces caractéristiques pourraient être appliquées aux zones d'admission ou d'échappement, sous une forme métallique plus rigide?

Je vote pour les ailes couvertes de fourrure sur les avions alors :-)
+1 pour la combinaison de cette réponse et de votre nom d'utilisateur :-)
ha n'a même pas remarqué cela, est une référence aux planeurs volants!
Il existe en fait des éventails et autres inspirés de vieilles plumes, par exemple https://cosmosmagazine.com/physics/turbine-blades-inspired-owls et ventilateurs de refroidissement pour ordinateurs. Mais je pense qu'une partie du problème est que les ailes de hibou sont aérodynamiques à basse vitesse, les pales de turbine sont à haute vitesse. Et même avec les avions GA, rares sont ceux qui disposent de silencieux adéquats, de sorte que le bruit du moteur l'emporte de loin sur le bruit des ailes, etc.
[Les zones d'admission et d'échappement des moteurs à réaction sont déjà conçues pour être «acoustiquement douces» afin de réduire le bruit.] (Https://aviation.stackexchange.com/a/11891/1696)
Une fois, j'ai lu un article et regardé des vidéos sur la stabilité dynamique des «plumes» sur le bord de fuite de l'aile. Les vidéos comparaient des modèles réduits d'avions avec et sans ailes à plumes. Je me souviens que la réduction des turbulences était impressionnante.
Les échappements de moteurs à réaction modernes en font déjà usage - ils ont une forme qui rappelle une tourelle de château, mais arrondie, précisément pour fusionner l'échappement avec le sillage général d'une manière mélangée.
OP n'a pas précisé qu'il pensait à des avions à réaction. Ils pourraient envisager des hélicoptères silencieux ou des avions à hélice.
@EldritchWarlord Rien de plus simple avec les avions à pistons. Les plumes sur les ailes sont un peu moins susceptibles d'atteindre des températures d'auto-inflammation avec les avions à pistons, mais elles sont à peu près aussi peu susceptibles de survivre au vol à 120 nœuds qu'elles volent à 500 nœuds. Heureusement pour les hiboux, ils n'ont généralement pas besoin de voler à 120 nœuds.
@DeltaLima haha ​​- Cela me rappelle [cette réponse] (https://travel.stackexchange.com/a/67365/12011).
L'ingénierie pour permettre aux plumes de pousser sur les surfaces de vol des avions serait ... fascinante. :-)
Dès que le flux d'air commence à atteindre Mach 1 (la vitesse du son), vous obtenez du bruit, donc les hiboux le font en volant très lentement et en supprimant les gros tourbillons, comme des ailes volantes qui continuent de voler pendant des jours sans se recharger. pendant la guerre du Vietnam, en combinant une hélice à rotation lente avec des systèmes d'échappement extrêmement grands et longs. Il fonctionnait plutôt bien, de sorte que l'avion était inaudible lorsqu'il volait à 200 pieds. Les avions étaient des planeurs Schweizer modifiés, avec une corde d'aile intérieure accrue et un train d'atterrissage de trike. L'un était encore utilisé par la NASA il y a quelques années.
Jpe61
2019-10-14 23:35:26 UTC
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En plus de l'excellente réponse du dépliant silencieux:

Les hiboux ont de grandes ailes en fonction de leur taille et de leur poids. On pourrait penser que non, leur corps est assez gros, mais en fait, les hiboux sont des sortes de boules de plumes volantes duveteuses: ce que vous percevez comme leur corps, c'est principalement de l'air.

Cela conduit à deux choses:

  1. Faible charge alaire. Leurs grandes ailes n'ont pas besoin de créer autant de portance par unité de surface que, par exemple, avec les pigeons. Cela conduit à moins de turbulence, ce qui signifie moins de son. En raison de la faible charge de l'aile, ils peuvent également voler avec très peu de mouvement de l'aile, ce qui entraîne également moins de génération de son.

  2. Le moelleux (faute d'un meilleur mot) supprime la turbulence dans l'aile. - la zone de fixation du corps et toute autre turbulence autour du corps du hibou. Cela signifie, bien sûr, moins de son.

Lorsqu'ils sont combinés avec la structure de l'aile décrite dans la réponse de qf, tous ces facteurs créent un vol à peu près absolument silencieux.

Découvrez cet excellent clip de la BBC Earth comparant le son émis par les différents oiseaux quand ils volent, et pourquoi.

Quant à l'applicabilité de ces fonctionnalités dans les avions furtifs, peu probable, bien que j'appuie fortement le vote de PerlDuck pour les ailes couvertes de fourrure sur les avions. Le fait est, cependant, qu'il n'y a aucun sens à rendre les ailes ou la cellule plus silencieuses, lorsque le bruit de la propulsion est de plusieurs ordres de grandeur plus fort que toute autre partie de l'avion.

P.S. C'est en fait assez étrange de rencontrer un hibou en vol quand il fait noir. Vous pouvez entendre d'autres oiseaux quand ils volent dans votre voisinage, mais les hiboux, non, ils explosent juste à côté de vous en silence, sans avertissement. Ils m'ont fait peur à plusieurs reprises dans la nature, et je suis presque sûr qu'ils l'apprécient ...

Il y a une avenue bordée d'arbres près de l'endroit où j'habitais où les hiboux se penchent sur les gens par derrière, venant à quelques centimètres du sommet de votre tête et remontant vers l'arbre suivant. Je ne sais jamais s'ils le font pour le plaisir ou pour s'entraîner ou simplement pour voir ce qui se passe!
+1 pour le lien vidéo BBC. C'est la première chose qui m'est venue à l'esprit au moment où j'ai vu le titre de la question.
Pas seulement des hiboux - vous n'entendez pas non plus un faucon arriver. Faire voler un faucon au-dessus de la tête du public est une cascade préférée pour les démos de rapaces.
Mais vous pouvez entendre un faucon voler devant vous. Hiboux, non ...
Recherchez des images radiographiques de hibou et vous comprendrez
@jpe61 Pas s'ils ne battent pas. Ce qui est un peu le but du clip de la BBC - le bruit que font les oiseaux provient du battement, et les hiboux évitent cela en étant des prédateurs d'embuscade et en ne faisant que glisser.
@Graham cela pourrait être une sous-espèce et / ou dépendre de la vitesse, comme celui qui a volé par moi dans un * oiseaux de proie * -show a définitivement fait un "* swishhh *" audible :)
Fait amusant: si un hibou pouvait tourner la tête de 90 ° supplémentaires, personne ne remarquerait qu'il peut tourner la tête du tout.
Hobbes
2019-10-16 11:46:22 UTC
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Les avions furtifs sont construits pour réduire leur observabilité dans 3 domaines principaux, dans le but de réduire le temps d'avertissement d'un ennemi:

  1. radar
  2. optique et IR
  3. son

Ceci est dans l'ordre de portée de détection: le radar peut trouver un avion potentiellement à des centaines de km, les systèmes optiques vont à quelques dizaines de km, et le son devient un facteur uniquement lorsque l'avion est très proche (à basse altitude et à grande vitesse, vous pouvez vous approcher à moins de 100 m de la cible avant de devenir audible).

La plage de détection vous donne également l'ordre d'importance. Le radar est prioritaire.

Le son produit par un avion est dominé par le bruit de son moteur. L'air se précipitant sur la peau fait du bruit, mais ce n'est généralement audible que lorsque les moteurs sont coupés. Cela signifie qu'il n'y a aucun avantage à réduire le bruit de la peau.

De plus:

une pointe frangée et comblike

C'est un cauchemar pour la furtivité radar. Vous voulez que la structure soit aussi simple et lisse que possible, car lorsque vous avez un grand nombre de surfaces dans de nombreuses directions, vous obtenez de nombreux retours radar. Améliorer la furtivité audio compromettrait la furtivité du radar.

«Parce que chaque bord produit un retour radar puissant» - vraiment? Je pense que les arêtes en soi ne sont pas très pertinentes pour le retour radar, ce sont les alignements de surface qui comptent. Ainsi, les approches très différentes du F117 à facettes et du B2 lisse ou du F-22 / F-35 ont du sens. Certes, ces derniers sont probablement bien meilleurs non seulement en termes de caractéristiques de vol mais aussi en furtivité, mais cela a plus à voir avec de meilleurs matériaux et une meilleure puissance informatique qu'avec l'absence d'arêtes.
Ce que vous voulez probablement dire, ce sont les "bords concaves", en particulier les réflecteurs d'angle. Mais les concavités peuvent aussi _aider_ à surpresser l'écho, c.f. [Chambres anéchoïques RF] (https://en.wikipedia.org/wiki/Anechoic_chamber#Radio-frequency_anechoic_chambers). L'astuce consiste à «piéger» les signaux entre les surfaces opposées, et à ne les laisser s'échapper que fortement atténués et dispersés.
ouais, c'était un brainfart.
C'est la bonne réponse, car elle traite en fait de l'applicabilité aux aéronefs sur lesquels OP a posé des questions au lieu de se laisser distraire par la géométrie du hibou.
* un bord avant frangé et en forme de bande * pourrait en théorie être constitué d'un matériau transparent au radar, et non de métal, qui pourrait préserver la furtivité du radar. Dans les avions supersoniques, les bords d'attaque des avions supersoniques subissent beaucoup de chauffage et de forces aérodynamiques, donc cela ne pourrait être viable que pour les drones furtifs à basse vitesse (déguisés en hiboux, comme le suggère Abligh :)
https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_YO-3 est un exemple de conception lorsque les deux premiers ne sont pas un problème (toujours pas duveteux). Fait amusant - dans Museum of Flight (Seattle), il se trouve à côté de l'approche complètement opposée - SR-71 - "pour que vous puissiez me détecter - qu'allez-vous faire".
alors qu'à haute altitude et / ou à basse vitesse, il est possible d'entendre un moteur à réaction à plus de 5 miles de distance, ou un hélicoptère à 2 miles.
abligh
2019-10-16 18:13:49 UTC
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Les corps des hiboux sont optimisés pour un vol silencieux non motorisé ; même lorsque le vol de la chouette est un vol propulsé, il est propulsé par le battement des ailes (plutôt que par des moteurs à réaction ou des turbopropulseurs). Tout au plus je soupçonne que vous pourrez aider à faire taire le bruit d'un corps passant dans l'air; comme les planeurs sont plutôt plus silencieux que les avions légers, je suppose que c'est la minorité du son, du moins jusqu'à ce que les vitesses deviennent très rapides où les modèles aérodynamiques et acoustiques seront de toute façon très différents.

Cependant, en tant que "avion "est largement défini, ils seraient peut-être utiles pour un drone qui, pendant des parties de son vol, glisse principalement silencieusement à des vitesses basses (comme celles d'un hibou), pour la photographie secrète, la livraison secrète de petites charges utiles, ou tout autre but probablement néfaste. Heck, il pourrait en fait être déguisé visuellement en hibou.

Peut-être que tous ces "hiboux" sont vraiment ** ... Non.
Il peut être utile d’étendre l’impact des niveaux audio sur certains profils de mission. [Je me souviens avoir lu des articles sur les ailes de hibou influençant la conception des pales d'hélice, mais je dessine un blanc sur le projet spécifique.] vu quelques projets d'idées sur l'utilisation de drones planeurs motorisés avec haut-parleurs et microphones pour une utilisation dans les applications de recherche et de sauvetage.
user3445853
2019-10-17 14:02:41 UTC
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Si les autres excellentes réponses vous parviennent comme l'eau du dos d'un canard , cela peut vous convaincre:

Ce que les hiboux ont dû abandonner en échange de plus silencieux ( pas silencieux!), vole vite et vole les jours de pluie. Leurs plumes manquent (la plupart) des huiles qui permettent aux autres oiseaux volants de prendre un bain sans trop de problèmes (et les oiseaux aquatiques encore plus).

Les avions qui s'écraseraient à cause d'ailes mouillées seraient bien sûr désapprouvés --- mais les ailes fixes n'auraient pas ce problème; cependant, toute humidité annulerait cette réduction du bruit. La réduction du bruit au décollage d'& n'est vraiment souhaitée qu'à l'atterrissage (l'altitude de croisière est trop élevée pour être prise en compte); la traînée ajoutée tout au long du vol est (et le poids + la traînée lorsqu'il est mouillé pendant le décollage + l'atterrissage) l'exclura certainement.

Cependant, vous pouvez envisager des applications où cela serait justifié >: S'il y a une grande prime au silence, pas besoin de vitesse élevée? Sonne comme par exemple un drone spécialisé pour mes observations. Ensuite: s'il pleut, sortez le drone espion ordinaire (car la pluie recouvre le bruit du drone); s'il est sec, votre 'hibou-drone' spécial s'éteint ... Cela double plus ou moins votre coût de possession car vous avez besoin de deux et non d'un drone.

Si votre hibou-drone pouvait piloter les thermiques, il n'y aurait même pas besoin de sons de moteur la plupart du temps. Le problème est que pendant la journée, votre hibou-drone peut être vu (à moins qu'il ne puisse aussi être rendu transparent :)). La nuit, je suppose qu'il y a généralement moins de thermiques à exploiter (je ne suis pas un aéronautique).
@mikerodent en fonction de votre nom d'utilisateur, je pense que vous n'êtes pas non plus un hibou! ;)


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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