Компания Ziehl-Abegg делает много интересных вещей с помощью того, что они называют бионическим профилированием — например, их последнее поколение радиальных вентиляторов разработано компанией humpback whale, что позволяет экономить энергию до 10%. Компания заявляет, что обеспечивает максимальную эффективность своих радиальных вентиляторов, превышающую 70%.

Я разговаривал с Rainer Grill на стенде компании на недавней пресс-конференции в Ганновере, и он сказал мне, что этот тип биомимикрического дизайна очень полезен для создания более эффективных продуктов.

“С электродвигателями одной из проблем является шум и эффективность”, — сказал он. “Несколько лет назад мы посмотрели, как можно снизить уровень шума, и оказалось, что мы можем снизить его на 50%. Эти закругленные края являются ключевыми. Если у вас есть одна большая зона турбулентности, это громко и отнимает много энергии. Если у вас есть небольшие зоны турбулентности, вы снижаете уровень шума на 50%. Это происходит от совы, которая известна своей бесшумностью по ночам.Точно так же и у совы много перьев, много маленьких перышек.”

Грилл также сказал, что компания использовала все — от деревьев до папоротников и даже горбатых китов, чтобы революционизировать свой дизайн.

Когда киты плавают, движение их плавников приводит к постоянному изменению угла наклона. Если бы его грудные плавники были расположены под слишком крутым углом к противотоку, это вызвало бы сильную турбулентность при прохождении воды через них. “Характерными чертами чрезмерной турбулентности являются высокие потери потока и шум”, — говорит доктор Вальтер Ангелис, технический менеджер по вентиляционным системам Ziehl-Abegg. На протяжении тысячелетий горбатый кит оптимизировал конструкцию своих плавников. Например, передний край плавников кита содержит бугорки размером с мяч для гольфа (технический термин: бугорки). Таким образом, благодаря своим длинным грудным плавникам кит весом от 25 до 30 тонн может плавать очень быстро и с большой ловкостью. “Мы воссоздали это на передней кромке лопасти вентилятора и реализовали в виде волнистого профиля”, — сказал Ангелис.

Инженеры flow также внимательно изучили задний плавник кита, “двуустку”. V-образный контур задней части крыла предотвращает возможные разрывы потока, что позволяет использовать вентилятор в самых разных диапазонах давления. В целом, эволюция оптимизировала эффективность течения горбатого кита таким образом, что делает его очень хорошим и проворным пловцом, несмотря на размеры его тела. Без этой эволюции его длительные путешествия по мировым океанам без приема пищи были бы невозможны. Новейшее поколение радиальных вентиляторов Ziehl-Abegg размером от 710 мм теперь использует эти знания, накопленные в области бионики. Название продукта ZAbluefin заимствовано из английского языка.

“Мы также прикрепили торсион к лопасти вентилятора”, — сказал Ангелис. Это создает оптимальный угол потока по всему пролету. Тише работает крыльчатка не только из-за зазубренных задних кромок. Волнообразный дизайн поверхностей лезвий снижает уровень шума.

Специалисты Ziehl-Abegg потратили около двух лет на разработку нового центробежного рабочего колеса для приточно-вытяжных установок и промышленной вентиляции. Бионический профиль оказался очень эффективным с точки зрения экономичности и низкого уровня шума. У лопастей с бионическим профилем, в отличие от имеющихся в настоящее время в продаже полых профилированных лопастей, нет зазоров, в которые могла бы проникать грязь или конденсат, приводя не только к коррозии, но и создавая дисбаланс. Поэтому сталь прессуется в гофрированную форму с помощью 600-тонного пресса, создавая бионический профиль — “это придает нам дополнительную прочность и позволяет оптимизировать вес”, — подчеркнул Ангелис. Меньший вес защищает подшипники двигателя.

Таким образом, новое радиальное рабочее колесо обладает характеристиками двух совершенно разных подходов к области бионики: как с точки зрения аэродинамики (орнитология), так и гидродинамики (морская биология). Например, задние кромки лопастей вентилятора воссоздают полет совы. “Как самая тихая хищная птица, сова уже использовалась нами в качестве модели для ряда проектов”, — сказал Фенкл.