Бережіть свої сили – НЕ розправляйте крила!

Дослідницький університет «Браун» з США заявляє, що кажани, користуючись величезною перевагою своїх крил – надзвичайною гнучкістю, складають їх при зльоті, ніж зберігають багато внутрішньої енергії. Така стратегія – цінна знахідка для розробників літальних засобів пересування з крилами.

Дослідження в «Брауні» йдуть в напрямку використання махового руху крил літальних апаратів, де звертається особлива увага на масу і «складиваемость» крил.

Маючи в своєму розпорядженні крила вздовж тіла при польоті вгору, кажани економлять мінімум 35 відсотків енергії і скорочують аеродинамічний опір, зберігаючи силу і потужність своїх крил.

Спостереження і розрахунки університетської команди вчених показали, що такий стан крил кажанів при злети дозволяє їм використовувати всього 65% внутрішньої енергії від тієї, яку вони використовують при польоті з повністю розправленими крилами. На відміну від комах у кажанів масивні м’язисті крила, що мають, подібно рукам, гнучкі зчленування.

«Маса крил при польоті дуже важлива, проте зазвичай її не приймають до уваги, як правило аналізуються тільки підйомна сила, опірність атмосфери, і не йдеться про енергію руху крил», говорить Аттіла Бергу, співавтор Даніеля Ріскін з наукової роботи, що з’явилася в квітні в розділі «Вчені записки королівського товариства».

Таке відкриття не тільки дає краще розуміння причин, за якими кажани і деякі птахи складають крила при досягненні висоти, але і наводить дизайнерів на думку про використання принципу махового руху крил для невеликих літальних апаратів. Не дарма такі безцінні дослідження вчених навіть фінансують ВВС США.

«Якщо у вас є транспорт з великими важкими крилами, то відмінною економією його енергії будуть служити складені при зльоті крила», говорить пані Шарон Шварц, професор екології та біології розвитку. Вони разом з Кеннетом Бройер, професором інженерії, і є головними авторами проекту.

Фізична природа гнучкості крил.

Спочатку групу цікавило щось інше, а саме скрупульозне вивчення руху крил кажанів з широким діапазоном розмірів їхніх тіл. Результати їх роботи були опубліковані в 2010 році в «Журналі експериментальної біології», але як тільки група рухалася далі, аналізуючи отримані дані досліджень, їх дуже зацікавило питання, навіщо потрібно притискати крила до тіла при зльоті.

З величезною цікавістю вони провели відеозйомку польоту 27 кажанів в спеціальних приміщеннях, причому формат зйомки був 1000 кадров в секунду. Вони відібрали 6 різних видів кажанів, виміряли частоту змахів крил, діапазон їх розгортання при підйомі і зниженні, а також досліджували питання як маса їхніх тіл розподіляється при польоті. Вони розділили крила померлих тварин на 32 частини і зважили їх окремо.

Вчені заклали дані в особливий комп’ютер, який здатний визначати внутрішню енергію, яка витрачається на помахи крил, а також скільки витрачається сил при польоті з розправленими крилами.

Фізик Бергу каже, що він був вражений тим, що економія енергії була неймовірно велика, а особливо тим, що звірята зберігають 44% всієї внутрішньої сили при складанні крил при зльоті і розправляючи їх при зниженні.

Традиційно вважається, що кажани притискають крила при зльоті тільки для зменшення опірності повітря, але, хоча група ще не проводила точних розрахунків, їй ясно, що аеродинаміка грає велику роль в збереженні багатства внутрішніх сил. При нових дослідженнях і розрахунках помічено: збереження енергії при злети настільки значне, що це не може бути випадковістю і вимагає більш ретельного дослідження.

«Це все ще відкрите питання, схильна до чи здатність кажанів притискати крила впливу еволюційного розвитку на будову тіла та руховий механізм», заявляє Шварц. «Зараз же можна цілком впевнено сказати, що ця здатність не випадкова, вона є хорошим« економічним »підмогою для тварин, яким доводиться багато рухатися».

Ссылка на основную публикацию