Zasznuruj buty wydrukowane w 3D i biegnij szybciej, redukując hałas samolotów pasażerskich – Świat Fizyki

Zasznuruj buty wydrukowane w 3D i biegnij szybciej, redukując hałas samolotów pasażerskich – Świat Fizyki

Węzeł źródłowy: 3084747


Mechaniczny model stopy ludzkiej w bucie do biegania.
W laboratorium: badacze mierzą sztywność konstrukcji podeszwy środkowej za pomocą maszyny Instron imitującej kroki.
Dzięki uprzejmości: Melanie Gonick, MIT

Ci, którzy zaczęli biegać w nowym roku, wiedzą, że kupno nowych butów może być trudnym przeżyciem. Odpowiednie buty do biegania mogą skrócić Twoje życiowe rekordy o cenne sekundy, ale przy tak dużej liczbie opcji łatwo dać się przestraszyć, zanim zrobisz choć jeden krok.

Ale teraz naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracowali model, który może przewidzieć najbardziej wydajny but dla danej osoby na podstawie jej chodu.

Buty do biegania mają różną sztywność i sprężystość podeszwy, aby amortyzować stawy i magazynować energię. Ponieważ jednak każdy biega inaczej, but, który sprawdzi się u jednego sportowca, nie będzie tak skuteczny u innego.

Naukowcy, kierowani przez Aneta Hosoizbudowali mechaniczny model stopy biegacza, który uwzględnia jej wzrost, wagę i długość nogi, a także właściwości mechaniczne różnych podeszew butów. Wykorzystali to, aby znaleźć but, który zoptymalizuje wydajność każdego biegacza.

Naukowcy mają nadzieję, że pewnego dnia klienci będą mogli wydrukować w 3D spersonalizowany but na podstawie filmu przedstawiającego ich biegowy chód. To byłaby dobra wiadomość dla biegaczy; możliwość uzyskania zoptymalizowanych wyników bez przymierzania dziesiątek stylów pozostawiłaby im mnóstwo czasu na trening przed następnym wyścigiem.

Badania zostały opublikowane w Dziennik inżynierii biomechanicznej

Irytujące samoloty

Świat Fizyki produkuje dwa podcasty, a większość nagrań odbywa się w północnym Bristolu – w moim domowym biurze i w gabinecie Andrew Glestera Kosmiczna Szopa. Niestety, zbliżamy się do lotniska w Bristolu, nad naszymi głowami przelatują samoloty z Irlandii, po czym zawracamy nad Bath, aby zbliżyć się do lotniska od wschodu. Pomimo tego, że mam okna z podwójnymi szybami oraz dobrze izolowane poddasze i ściany, do nagrania docierają sporadyczne dźwięki samolotu.

Dlatego bardzo się ucieszyłem, gdy usłyszałem, że badacze ze Szwajcarskich Federalnych Laboratoriów Nauki i Technologii Materiałów (EMPA) opracowali sposób oceny hałasu wytwarzanego przez samoloty pasażerskie przyszłości. Koncentrują się na samolotach o mieszanych skrzydłach (BWB), których kadłuby płynnie łączą się ze skrzydłami. Powinno to skutkować mniejszymi oporami powietrza i niższym zużyciem paliwa. Co więcej, silniki tych samolotów będą zamontowane nad kadłubem, co powinno skierować znaczną część dźwięku w stronę nieba, dzięki czemu na ziemi będzie ciszej.

Ale w jaki sposób inżynierowie aeronautyki mogą zapewnić, że ten projekt zadowoli podcasterów i innych miłośników ciszy? Zwykle przeprowadza się złożone symulacje komputerowe w celu oszacowania dźwięku konkretnego projektu. Jednak zrozumienie ludzkiego postrzegania hałasu może być trudne. Aby uzyskać bardziej realistyczne zrozumienie, jak nowy samolot będzie postrzegany na ziemi, zespół poddał prawdziwych ludzi symulowanemu hałasowi emitowanemu przez samolot w procesie zwanym auralizacją.

Dokonano tego w laboratorium AuraLab EMPA, gdzie w pomieszczeniu ustawiono głośniki w celu odtworzenia dźwięków towarzyszących startowi i lądowaniu samolotu. Badani słuchali dźwięków wydawanych przez współczesne samoloty oraz symulowanych dźwięków przyszłych samolotów BWB. Słuchacze zostali poproszeni o ocenę w skali od zera do 10 stopnia irytacji tych dźwięków. Badanie wykazało, że samoloty BWB są o 4.3 jednostki mniej irytujące niż konwencjonalne samoloty. To świetna wiadomość dla podcasterów z Bristolu.

Możesz czytaj więcej tutaj.

Znak czasu:

Więcej z Świat Fizyki