Cum zboară insectele pentru știință
Animalele mici practică zborul flapping, dar nu ca păsările. Iar aripile lor descriu un tip de mișcare care depinde de mărimea insectei.
Mișcările aripilor insectelor relativ mari, cum ar fi muștele furajere, diferă de cele ale insectelor mai puțin vizibile, cum ar fi țânțarii mici.
Primăvara se apropie de sfârșit, iar grădinile sunt aduse la viață de baletele aeriene ale insectelor furajere, dar și uneori de manevrele viclene ale țânțarilor nedorite. Observarea zborului insectelor stârnește întotdeauna uimire: decolare în zbor invers, aterizarea pe spatele unei frunze, planare sau acrobatie de tot felul ... Performanțele lor aeriene de neegalat au rămas de mult timp inexplicabile, datorită dimensiunii reduse (și a refuzului lor) a coopera…). A fost nevoie de dezvoltarea tehnicilor de imagistică și de calcul pentru a înțelege treptat cum zboară insectele. Surpriză: mecanisme multiple contribuie la susținerea lor și, pentru același tip de insectă, mișcările aripilor lor variază în funcție de mărimea speciei.
În modul elicopter ?
Pentru a zbura, insectele au nevoie de o forță pentru a-și compensa greutatea și de o apăsare pentru a merge mai departe. Întrucât nu au elice sau reactoare, ele creează aceste forțe bătând din aripi înainte și înapoi: seamănă mai mult cu un elicopter, cu pale mobile (aripi), decât cu un avion.
Se poate încerca să se calculeze forța aerodinamică care acționează asupra unei aripi de insectă așa cum s-ar face pentru o aripă de avion înclinată ușor din orizontală. Este proporțional cu pătratul vitezei (aici aripa se mișcă în aer liniștit) și se descompune într-o forță opusă vitezei, tragerii și o altă perpendiculară, ridicării. Pentru ca ridicarea să compenseze greutatea, unghiul dintre planul aripii și direcția de deplasare trebuie să fie întotdeauna în aceeași direcție, ceea ce presupune că aripa își schimbă înclinația atunci când deplasarea schimbă direcția (din față în spate sau invers): aceste rotații rapide ale aripii, care sunt de fapt observate la insecte, se numesc „supinație” și „pronație”.
În majoritatea cazurilor, la insecte, aripile efectuează o mișcare înainte-înapoi, cu o înclinație care se înclină destul de brusc atunci când această mișcare schimbă direcția („supinație” când aripa se întoarce înainte, „pronație Când se întoarce în spate). Mișcarea aripilor are loc aproximativ într-un plan pentru insectele mari de dimensiunea albinei. Pentru insectele semnificativ mai mici (dreapta), forțele de ridicare datorate vârtejurilor de aer create de aripi în această configurație sunt insuficiente. În timpul fazei de întoarcere, aceste insecte proiectează aripile în jos, ceea ce duce la o rezistență aproape verticală și astfel contribuie la ridicare.
Mai mult, pe măsură ce greutatea crește odată cu volumul insectei și ridicarea ca zonă a aripilor, putem estima că viteza de translație a aripilor crește pe măsură ce rădăcina pătrată a dimensiunii caracteristice a insectei, că frecvența bătăilor, care reflectă raportul viteză/dimensiune, variază ca inversul acestei rădăcini pătrate.
Acest rezultat merge în direcția corectă: în ureche, putem distinge în mod clar insectele mici, cum ar fi țânțarii sau mușchii, de cele mai mari, cum ar fi albinele, deoarece primele bat din aripi cu o frecvență mai mare, emițând astfel sunete înalte., până la 1 kilohertz. În cele din urmă, înțelegem că, dacă insecta variază înclinația aripii sale între exterior și întoarcere, poate modifica valorile tragerii pe exterior și înapoi, astfel încât, în loc să se compenseze și să permită plutirea, media ciclului oferă împingere înainte (sau înapoi). Și prin ruperea simetriei mișcărilor aripilor de pe ambele părți ale corpului, se poate întoarce la stânga sau la dreapta.