Hızlı Tren Baykuşla Yarışıyor
Gürültüyü Azaltmak İçin Kuşların Kanat Yapıları Örnek Alınıyor
Japon mühendis ve bilim adamları “500 serisi” olarak adlandırılan hızlı trenleri tasarlarken önemli bir problemle karşılaşmışlardır: Gürültü.
Bu problemin çözümü için kuşların mükemmel tasarımını inceleyen bilim adamları, çok geçmeden aradıklarını bularak başarılı bir şekilde uyguladılar.1
Baykuşun uçması ve hızlı trenin gürültüsü
Üretilen hızlı trenlerde “güvenlik” en önemli konulardan biridir. İkinci konu ise, Japonya çevre standartlarına uyumlu olmasıdır. Japonya dünyadaki demiryolu işletmeleri içerisinde en katı “gürültü standartları”na sahiptir. Bugün mevcut teknolojileri kullanarak daha hızlı gitmek oldukça kolaydır. Ancak bu hız gürültülü de olacaktır. Japon Çevre Bakanlığı’nın düzenlemelerine göre, yerleşim merkezlerinde bir demiryolunun 25 metre uzağında gürültü seviyesi 75 desibel veya daha az olmalıdır. Buna bir örnek verecek olursak, kırmızı ışıkta bekleyen arabaların yeşil ışığın yanmasıyla birlikte hareket ettiklerinde oluşan gürültü 80 desibeli geçmektedir.
Bunu kıyasladığınızda, “Shinkansen” olarak adlandırılan hızlı trenin ne kadar sessiz olması gerektiğini daha kolay anlaşılır. Mühendislerin işinin zorluğu da anlaşılmış olur.
Tren belli bir hıza ulaşana kadar çıkan sesin sebebi, tekerleklerin raylar üzerindeki sürtünmesidir. Ancak trenin hızı 200 km/s olduğunda asıl ses, trenin hava içindeki hareketinden ortaya çıkan aerodinamik gürültüdür.
Bu aerodinamik gürültünün oluşmasında en belirgin sebep ise üstteki tellerden elektrik almak için kullanılan pantograflar veya akım toplayıcılardır. Mühendisler gürültüyü azaltmak amacıyla araştırmalarını hızlı ama sessiz hareket eden canlılar üzerinde yoğunlaştırdılar.
Hem hızlı hem de sessiz
Baykuş, tüm kuşlar içinde en sessiz uçuşu gerçekleştirecek yapıda yaratılmıştır. Baykuşların böyle sessiz uçmasını sağlayan sebeplerden en dikkat çekeni kanatlarındaki kıvrımlı yapılardır. Baykuşların kanatlarında diğer kuşlarda bulunmayan pürüzlü tüyler vardır. Bunlar gözle bile görülebilirler.
“Aerodinamik ses” denilen gürültü, hava akımında oluşan girdaplardan kaynaklanır. Bu girdaplar büyüdükçe ses de artar. Fakat baykuşun kanadında pek çok pürüzlü çıkıntılarla yaratılan tüyler, büyük girdapları engeller ve küçük girdaplar oluşmasına neden olur. Böylece baykuş son derece sessiz bir uçuş gerçekleştirir.
Japon mühendis ve tasarımcılar, dondurulmuş bir baykuşu rüzgâr tünelinde teste tâbi tuttuklarında, bu kuşun kanat yapısındaki mükemmelliği daha yakından gördüler. Ve trenin üzerinden kaynaklanan gürültüyü, baykuşun kanat yapısındaki düzensiz tüy yapısı prensibine uygun pantograflar kullanarak azaltmayı başardılar.
Bu sayede Japonların tabiattaki mükemmel bir örneği taklit ettikleri pantograf benzeri sistem, “işini en sessiz olarak yapan” ünvanını almaya hak kazanmıştır.2
Kaynaklar:
1. http://www.wbsj.org/bird/contribution/97_910E.html
2. http://www.wbsj.org/bird/contribution/97_910E.html