Un echipaj de cercetători din Japonia a descoperit că principiul clasică al suprafețelor netede pentru aripi poate fi îmbunătățit prin utilizarea unor neregularități microscopice. Studiul pune sub semnul întrebării o abordare de aproximativ 80 de ani, conform căreia cât mai netedă este o suprafață, cu atât rezistența aerodinamică este mai mică. Această descoperire sugerează că o anumită grad de rugozitate poate optimiza consumul de combustibil și eficiența zborului.
Tehnologia identificată de specialiști poartă numele de „Distributed Micro-Roughness” (DMR), ceea ce se traduce prin microrugozități distribuite pe suprafață. Aceste neregularități sunt aproape invizibile la o privire obișnuită, dar pot influența semnificativ modul în care aerul interacționează cu materialul. Rezultatele experimentale au arătat că utilizarea acestui sistem poate reduce rezistența aerodinMICĂ întâmpinată de aripă cu o valoare de până la 43,6%.
În cadrul testelor efectuate, cercetătorii au utilizat două tipuri de suprafețe pentru a observa efectele DMR. Prima variantă a implicat modele în relief realizate din ajutorul unor microsfere de sticlă, în timp ce a doua variantă a folosit adâncituri concave create prin procesul de sablare. Neregularitățile create nu au depășit adâncimea de 50 de micrometri, dimensiune care este comparabilă cu diametrul unui fir de păr uman.
Efectul tehnologiei DMR se manifestă în zona numită „strat limită”, unde aerul interacționează direct cu suprafața aripii. Microrugozitățile produc mici impulsuri asupra fluxului de aer, ceea ce ajută la prăbușirea timpurie a vârtejurilor mari și împiedică dezvoltarea undelor Tollmien-Schlichting. Acest proces întârzie trecerea de la fluxul laminar, care este mai calm, la cel turbulent, reducând astfel rezistența totală.
Pentru a obține date precise, echipa de la Universitatea Tohoku a folosit un sistem inovator bazat pe o balanță cu levitație magnetică de un metru. Modelele au fost menținute în aer de către un câmp magnetic în interiorul tunelului aerodinamic, evitând astfel utilizarea suporturilor obișnuite. Această metodă a permis eliminarea perturbărilor pe care suporturile fizice le-ar fi putut produce asupra fluxului de aer în timpul măsurătorilor.
Deși rezultatele sunt promițătoare, aplicarea practică pe avioane reale rămâne o provocare ce necesită studii suplimentare. Cercetătorii trebuie să determine dacă acest efect se menține pe scară largă și dacă microrugozitățile nu vor acumula murdărie, fapt ce ar putea anula beneficiile aerodinamice. Dacă aceste obstacole tehnice vor fi depășite, tehnologia DMR ar putea fi implementată și în industria automobilelor sau a trenurilor.