Jak leci trzmiel: siły natury i prawa aerodynamiki
Jednym z najczęstszych rodzajów pszczół jest trzmiel. Futrzany i hałaśliwy owad ma małe skrzydła w porównaniu do proporcji ciała. Zgodnie z prawami aerodynamiki lot owada o takich parametrach jest po prostu niemożliwy. Od dłuższego czasu naukowcy prowadzą badania, aby zrozumieć, jak to jest możliwe.
Zawartość
Budowa skrzydeł trzmiela w porównaniu z samolotem
Istnieje cała nauka - bionika, nauka łącząca technologię i biologię. Bada różne organizmy i to, co człowiek może z nich wydobyć dla siebie.
Ludzie często biorą coś z natury i dokładnie to badają. Ale trzmiel od dawna prześladował naukowców, a raczej jego zdolność latania.
Fizycy odkryli, że samolot leci ze względu na złożoną konstrukcję skrzydła i powierzchnię aerodynamiczną. Skuteczne unoszenie zapewnia zaokrąglona krawędź natarcia skrzydła i stroma krawędź spływu. Siła ciągu silnika wynosi 63300 XNUMX funtów.
Aerodynamika lotu samolotu i trzmiela powinna być taka sama. Naukowcy udowodnili, że zgodnie z prawami fizyki trzmiele nie powinny latać. Jednak tak nie jest.
Duży trzmiel i jego skrzydła.
Skrzydła trzmieli są w stanie wytworzyć większą siłę nośną, niż spodziewają się naukowcy. Gdyby samolot miał proporcje trzmiela, to nie oderwałby się od ziemi. Owada można porównać do helikoptera z elastycznymi śmigłami.
Po przetestowaniu teorii mającej zastosowanie do Boeinga 747 w odniesieniu do trzmieli, fizycy stwierdzili, że rozpiętość skrzydeł wynosi od 300 do 400 klap w ciągu 1 sekundy. Jest to możliwe dzięki skurczowi i rozluźnieniu mięśni brzucha.
Malowane wzory skrzydeł podczas trzepotania są przyczyną różnych sił aerodynamicznych. Są sprzeczne z jakąkolwiek teorią matematyczną. Skrzydła nie są w stanie wychylać się jak drzwi na normalnym zawiasie. Górna część tworzy cienki owal. Skrzydła mogą obracać się przy każdym pociągnięciu, kierując górę w górę podczas ruchu w dół.
Częstotliwość uderzeń dużych trzmieli wynosi co najmniej 200 razy na sekundę. Maksymalna prędkość lotu osiąga 5 metrów na sekundę, co odpowiada 18 km na godzinę.
Rozwikłanie tajemnicy lotu trzmieli
Aby rozwikłać zagadkę, fizycy musieli skonstruować modele skrzydeł trzmieli w powiększonej wersji. W rezultacie naukowiec Dickinson ustalił podstawowe mechanizmy lotu owadów. Składają się z powolnego zatrzymania przepływu powietrza, wychwytywania strumienia budzenia, obrotowego ruchu kołowego.
Skrzydło przecina powietrze, co prowadzi do powolnego rozdzielania strumienia powietrza. Aby utrzymać się w locie, trzmiel potrzebuje trąby powietrznej. Wiry to wirujące strumienie materii, podobne do płynącej wody w zlewie.
Kiedy skrzydło porusza się pod małym kątem, powietrze jest odcinane przed skrzydłem. Następnie następuje płynne przejście w 2 przepływy wzdłuż dolnej i górnej powierzchni skrzydła. Prędkość wysyłania jest wyższa. To wytwarza siłę nośną.
Ze względu na pierwszy etap zwalniania zwiększa się siła nośna. Ułatwia to krótki przepływ - wir krawędzi natarcia skrzydła. W rezultacie powstaje niskie ciśnienie, co prowadzi do wzrostu siły nośnej.
W ten sposób ustalono, że trzmiel leci w ogromnej liczbie wirów. Każdy z nich jest otoczony prądami powietrza i małymi wichrami tworzonymi przez trzepotanie skrzydeł. Ponadto skrzydła tworzą tymczasową potężną siłę, która pojawia się na końcu i na początku każdego uderzenia.
wniosek
W przyrodzie jest wiele tajemnic. Zdolność latania trzmieli jest zjawiskiem badanym przez wielu naukowców. Można to nazwać cudem natury. Małe skrzydła wytwarzają tak potężne wiry i impulsy, że owady latają z dużą prędkością.
