В недавнем техническом интервью с порталом Gamers Nexus ведущий инженер Noctua Якоб Деллингер подробно рассказал, почему дальнейшее развитие индустрии упирается в материалы, и какие факторы определяют конструкцию современного вентилятора.
По словам Деллингера, одним из ключевых аспектов является баланс между углом атаки и углом установки лопасти. Часто эти понятия путают, но они имеют разное значение. Угол установки — это чисто геометрическая характеристика, угол между плоскостью вращения и хордой лопасти. В то же время угол атаки — это аэродинамический параметр, угол между набегающим потоком воздуха и лопастью. Именно правильный подбор этих углов на всей длине лопасти позволяет оптимизировать воздушный поток и давление, избегая срыва потока и лишнего шума.
Инженер в шутку отметил, что с точки зрения вентилятора, идеальным был бы радиатор без ребер, так как он не создает никакого сопротивления. Это иллюстрирует основной конфликт в проектировании систем охлаждения: радиатору для эффективности нужна максимальная площадь поверхности, то есть много ребер, а вентилятору — минимальное сопротивление. Задача инженеров — найти оптимальный баланс между этими противоречиями.
Другой важный компромисс — количество лопастей. С точки зрения акустики, чем меньше лопастей, тем лучше. Это связано с так называемой частотой прохождения лопастей (Blade Passing Frequency), которая напрямую зависит от их количества и скорости вращения. Более низкая частота, как правило, воспринимается человеческим ухом как менее раздражающая. Однако для создания высокого статического давления и мощного воздушного потока требуется большая суммарная площадь лопастей, что ведет к их увеличению или добавлению новых. Например, в 120-мм вентиляторах для ПК, по мнению Noctua, оптимальным является количество в девять лопастей.
Главной же преградой для следующего скачка в производительности Якоб Деллингер назвал именно материалы. Он подчеркнул, что переход на жидкокристаллический полимер (LCP), который Noctua использует под торговой маркой Sterrox, уже стал революционным шагом. Благодаря его исключительной жесткости и низкому коэффициенту расширения, компания смогла реализовать более сложные аэродинамические конструкции и значительно уменьшить зазор между кончиками лопастей и рамкой — с 1-1.5 мм до 0.5 мм. Этот зазор критически важен, так как через него перетекает воздух, снижая статическое давление. LCP позволил минимизировать этот эффект, а также избежать деформации и вибраций лопастей на высоких оборотах.
Однако, по словам инженера, возможности современных пластиков, даже таких продвинутых как LCP, уже практически исчерпаны для текущих задач. Хотя существуют и более прочные материалы, например металл, они не подходят для тихих компьютерных вентиляторов из-за своих акустических свойств. Поэтому следующий значительный прорыв в эффективности воздушного охлаждения, скорее всего, станет возможен только с появлением новых композитов или принципиально иных подходов к конструкции.
Источник: www.playground.ru