Un nou studiu poate inspira inginerii aeronautici să fie mai flexibili cu design-urile lor. Acest lucru se datorează faptului că îndoirile și răsucirile aripilor flexibile și batătoare ale lăcustelor alimentează zborurile extraordinare pe distanțe lungi ale insectelor, un 18 septembrie. Ştiinţă hârtie dezvăluie.
Chiar dacă cercetătorii au studiat modul în care insectele și alte creaturi zboară de mult timp, „încă nu înțelegem pe deplin aerodinamica și arhitectura aripilor”, comentează Tom Daniel de la Universitatea din Washington din Seattle, care nu a fost implicat în acest proiect. studiu nou. Noua lucrare, spune Daniel, descoperă semnele de zbor ale aripilor flexibile, care bat.
Cercetarea se concentrează pe zborul lăcustei pestilente, o insectă renumită pentru stilul său eficient de zbor. Dacă libelulele sunt ca avioanele de luptă, atunci lăcustele sunt ca 747 care se întind pe continent, spune Adrian Thomas de la Universitatea din Oxford, coautor al noului studiu. Ceea ce le lipsește lăcustele în agilitate, ele compensează la distanță: insectele cu patru aripi sunt construite pentru a zbura sute de mile deodată.
Thomas și colegii au folosit camere de mare viteză pentru a surprinde detaliile despre cum aripile lăcustei Schistocerca gregaria se deformează în timp ce clapă prin îndoire și răsucire. (O răsucire similară cu un braț uman extins ar începe cu degetul mare îndreptat ușor în sus în partea de sus a clapei, apoi brațul s-ar întoarce astfel încât degetul mare să fie paralel cu solul în mijlocul clapei și continuă în jos până când degetul mare este îndreptat spre pământ la sfârșitul cursei în jos, spune Thomas.)
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
Datele din imaginile de zbor de înaltă rezoluție le-au permis cercetătorilor să creeze un model matematic aproape perfect al modului în care aripile flexibile și răsucite propulsează insecta prin aer. Cu modelul în mână, Thomas și echipa sa au putut prezice formele curenților de aer din jurul lăcustelor zburătoare. Pachete mici de fum eliberate în apropierea unei lăcuste zburătoare au arătat vârtejuri de aer similare cu vârtejurile prezise de model. „Putem verifica dacă funcționează într-adevăr și chiar funcționează”, spune Thomas.
Apoi, cercetătorii și-au ajustat modelul pentru a simula rigidizarea aripilor și, separat, pentru a imita îndreptarea formei curbe a aripii, pentru a vedea cum aceste modificări au afectat eficiența zborului. În model, atunci când lăcustele aveau aripi rigide sau drepte, performanța de zbor a avut de suferit, a constatat echipa.
Majoritatea modelelor anterioare de zbor al insectelor se bazau pe aripi rigide, drepte, trecând cu vederea efectele importante ale flexibilității și formei, spune Thomas. „Inginerilor le plac aceste lucruri simple”, spune el. Dar acest nou studiu arată că aripile cu un mic flop pot obține de fapt mai multă susținere a aerului de la fiecare clapă.
Studiul oferă dovezi experimentale solide că aripile flexibile contribuie la performanța zborului, comentează Robin Wootton de la Universitatea din Exeter din Anglia. „Este o muncă minunată a celei mai bune echipe, din punctul meu de vedere, care lucrează în prezent în acest domeniu”, spune el.
Descoperirea detaliilor despre modul în care zboară lăcustele și alte insecte îi poate ajuta pe cercetători să proiecteze mici volante robotizate. „Există un interes din ce în ce mai mare pentru explorarea vehiculelor microaeriene”, spune Daniel. „Desenele naturii pot fi utile în crearea celor sintetice.”