Cum zboară insectele; Știință uimitoare
Deși spectacolul este mai puțin maiestuos, trebuie recunoscut acest lucru insectele sunt chiar mai puternice decât păsările, Dovada acestui lucru este dificultatea de a prinde muște sau de a zdrobi țânțarii.
Și totuși, dacă ne referim la legile clasice ale aerodinamicii, insectele nu ar trebui să poată zbura! Dacă reușesc să o facă oricum, este pentru că zborul lor se bazează pe principii fizice destul de diferite de cele care guvernează un Airbus sau o corbă.
Zborul insectelor
În multe privințe, insectele pot fi văzute ca adevărații conducători ai planetei. Există câteva milioane de specii și pe Pământ există aproape de insecte \ (10 ^ \) sau un miliard de insecte pentru fiecare ființă umană (imaginați-le în patul vostru) [1].
Abilitatea lor de a zbura nu este cu siguranță străină de acest succes evolutiv extraordinar: zborul permite insectelor să se răspândească desigur, dar și să găsească hrană, să se apere și chiar să comunice sau să curteze.
Uităm adesea că insectele au fost primele animale care au zburat, acum aproximativ 350 de milioane de ani. După ele, doar alte trei grupuri - pterosauri, lilieci și păsări - au realizat acest lucru independent. Dar niciunul nu stăpânește zborul, precum și insectele, care sunt capabile de fapte precum ridicarea echivalentului greutății lor sau efectuați zboruri staționare impecabil, de care păsările sunt incapabile.
Dar cel mai surprinzător lucru este că, în teorie, insectele nu ar trebui să poată zbura! Dacă aplicăm legile care explică zborul păsărilor sau avioanelor pentru ei, constatăm că nici măcar nu ar trebui să poată rămâne în aer. Pentru a înțelege zborul insectelor, este necesar să apelăm la noi principii, diferite de cele utilizate în aeronautica clasică.
Cum zboară un avion ?
Înainte de a trece la cazul complicat al insectei, să trecem în revistă explicația dată de obicei pentru a explica cum zboară avioanele.
Când o aripă de avion se mișcă, fluxul de aer prin ea este separat în două componente, iar aerul care curge deasupra aripii are o viteză mai mare decât cea care curge dedesubt. Acest lucru creează depresie, ceea ce provoacă o forță pe aripă, a cărei componentă direcționată vertical se numește uzura. Ridicarea permite avionului să rămână în aer și să reziste gravitației.
Un parametru important în zborul avioanelor este ceea ce se numește unghiul de atac (Vezi deasupra). În general, cu cât unghiul de atac este mai mare, cu atât este mai mare ridicarea. Jucând cu orientarea avionului puteți crește unghiul de atac și, prin urmare, ridicarea. Dar există o limită! Cu formele obișnuite ale aripii, când unghiul de atac ajunge la aproximativ 15 °, aerul începe să nu mai curgă corespunzător în jurul aripii, se formează turbulențe și ascensiunea dispare: spunem că avionul ridică.
Acum, la păsări. S-ar putea să vă surprindă la început, dar funcționează pe același principiu! Te văd venind de aici, o să-mi spui „Da, dar pasărea bate din aripi, cartof!” ". Sigur, dar legile fizice implicate sunt aceleași.
Teoria aerodinamică clasică se aplică unei aripi plasate într-un fluid care se mișcă în jurul ei. În cazul avionului, mișcarea este simplă (o traducere), iar în cazul aripilor păsării este mai complicată. Dar dacă spargi mișcarea aripilor unei păsări, în fiecare moment puteți calcula viteza aerului și unghiul de atac și puteți deduce ascensiunea obținută ca un avion.
Dacă nu sunteți convins de asemănarea dintre păsări și avioane, credeți-vă că pentru un elicopter putem face exact același calcul: lamele sunt, de asemenea, aripi puse în mișcare în raport cu aerul (cu o mișcare diferită) și care generează o lift care poate fi calculat conform acelorași legi.
De ce (teoretic) insectele nu pot zbura
Pentru a vedea dacă teoria clasică se aplică și insectelor, puteți privi mișcarea aripilor lor și puteți calcula ascensiunea pe care o obțineți, în același mod în care ați fi o pasăre. Primul lucru surprinzător este că insectele au adesea 4 aripi și, în general, le bat Înainte și înapoi și nu de sus în jos. La fiecare capăt al traiectoriei, își rotesc aripile, așa cum se arată în mica diagramă de mai jos:
Apoi, există un lucru care ar trebui să te lovească în legătură cu această diagramă: unghiul de atac. La insecte, este de obicei de la 25 la 45 °. Așa cum v-am spus mai sus, astfel de unghiuri mari de atac sunt total incompatibile cu zborul convențional: generează turbulențe care distrug ascensorul și provoacă blocajul. Concluzie: văzute cum o fac, insectele nu ar trebui să poată zbura. Și totuși ... ajung acolo! Deci, este ceva de înțeles.