This work describes a novel mechanism of laminar flow control of straight and backward swept wings with a comb-like leading edge (LE) device. It is inspired by the LE comb on owl feathers and the special design of its barbs, resembling a cascade of complex 3D-curved thin finlets. The details of the geometry of the barbs from an owl feather were used to design a generic model of the comb for experimental and numerical flow studies with the comb attached to the LE of a flat plate. Due to the owls demonstrating a backward sweep of the wing during gliding and flapping from live recordings, our examinations have also been carried out at differing sweep angles. The results demonstrate a flow turning effect in the boundary layer inboards, which extends downstream in the chordwise direction over distances of multiples of the barb lengths. The inboard flow-turning effect described here, counter-acts the outboard directed cross-span flow typically appearing for backward swept wings. This flow turning behaviour is also shown on SD7003 airfoil using precursory LES investigations. From recent theoretical studies on a swept wing, such a way of turning the flow in the boundary layer is known to attenuate crossflow instabilities and delay transition. A comparison of the comb-induced cross-span velocity profiles with those proven to delay laminar to turbulent transition in theory shows excellent agreement, which supports the laminar flow control hypothesis. Thus, the observed effect is expected to delay transition in owl flight, contributing to a more silent flight.

这项工作描述了一种具有梳状前缘 (LE) 装置的直后掠翼层流控制的新机制。它的灵感来自猫头鹰羽毛上的 LE 梳子及其倒钩的特殊设计，类似于一系列复杂的 3D 弯曲细鳍。猫头鹰羽毛倒钩的几何细节用于设计梳子的通用模型，用于实验和数值流动研究，梳子连接到平板的 LE。由于实时记录中猫头鹰在滑翔和拍打过程中展示了向后掠过的机翼，我们的检查也在不同的掠过角下进行。结果证明了边界层内侧的流动转向效应，其沿弦向向下游延伸超过倒钩长度的倍数的距离。这里描述的内侧流动转向效应抵消了通常出现在后掠翼的外侧定向跨展流动。这种流动转向行为也显示在 SD7003 翼型上，使用前导 LES 研究。根据最近关于后掠翼的理论研究，已知这种在边界层中转向流动的方式可以减弱横流不稳定性和延迟过渡。梳子引起的跨跨速度分布与理论上被证明可以延迟层流到湍流转变的速度分布的比较显示出极好的一致性，这支持了层流控制假设。因此，预计观察到的效果会延迟猫头鹰飞行的过渡，从而导致更安静的飞行。这种流动转向行为也显示在 SD7003 翼型上，使用前导 LES 研究。根据最近关于后掠翼的理论研究，已知这种在边界层中转向流动的方式可以减弱横流不稳定性和延迟过渡。梳子引起的跨跨速度分布与理论上被证明可以延迟层流到湍流转变的速度分布的比较显示出极好的一致性，这支持了层流控制假设。因此，预计观察到的效果会延迟猫头鹰飞行的过渡，从而导致更安静的飞行。这种流动转向行为也显示在 SD7003 翼型上，使用前导 LES 研究。根据最近关于后掠翼的理论研究，已知这种在边界层中转向流动的方式可以减弱横流不稳定性和延迟过渡。梳子引起的跨跨速度分布与理论上被证明可以延迟层流到湍流转变的速度分布的比较显示出极好的一致性，这支持了层流控制假设。因此，预计观察到的效果会延迟猫头鹰飞行的过渡，从而导致更安静的飞行。梳子引起的跨跨速度分布与理论上被证明可以延迟层流到湍流转变的速度分布的比较显示出极好的一致性，这支持了层流控制假设。因此，预计观察到的效果会延迟猫头鹰飞行的过渡，从而导致更安静的飞行。梳子引起的跨跨速度分布与理论上被证明可以延迟层流到湍流转变的速度分布的比较显示出极好的一致性，这支持了层流控制假设。因此，预计观察到的效果会延迟猫头鹰飞行的过渡，从而导致更安静的飞行。