Hogyan repülnek a rovarok a tudományért
A kis állatok gyakorolják a csapkodó repülést, de nem úgy, mint a madarak. Szárnyaik pedig egyfajta mozgást írnak le, amely a rovar méretétől függ.
A viszonylag nagy rovarok, például az etető legyek szárnymozgásai eltérnek a kevésbé látható rovaroktól, például a kis szúnyogoktól.
A tavasz a végéhez közeledik, és a kerteket a tápláló rovarok légi balettjei, de néha a nemkívánatos szúnyogok ravasz manőverei is életre hívják. A rovarok repülésének megfigyelése mindig megdöbbentést okoz: felszállás hátramenetben, leszállás a levél hátán, lebegés vagy mindenféle műrepülés ... Páratlan légi teljesítményük kis méretük (és elutasításuk) miatt sokáig megmagyarázhatatlan maradt együttműködni…). Képalkotási és számítási technikák kifejlesztése kellett ahhoz, hogy fokozatosan megértsük, hogyan repülnek a rovarok. Meglepetés: több mechanizmus is hozzájárul a táplálékhoz, és ugyanolyan típusú rovarok esetében szárnyaik mozgása a faj nagyságától függően változik.
Helikopter üzemmódban ?
A repüléshez a rovaroknak erőre van szükségük súlyuk kompenzálására és egy előrelépéshez. Mivel nincs légcsavarja vagy reaktora, szárnyaikat előre-hátra csapva hozzák létre ezeket az erőket: inkább olyanok, mint egy helikopter, mozgatható pengékkel (szárnyakkal), mint egy repülőgép.
Megpróbálhatjuk kiszámolni a rovarszárnyra ható aerodinamikai erőt, mint a vízszintestől kissé megdöntött repülőgép-szárny esetében. Arányos a sebesség négyzetével (itt a mozdulatlan levegőben mozgó szárny), és a sebességgel, a húzással és egy másik merőleges emeléssel ellentétes erőre bomlik. Ahhoz, hogy az emelő ellensúlyozza a súlyt, a szárny síkja és a haladási irány közötti szögnek mindig ugyanabban az irányban kell lennie, amely feltételezi, hogy a szárny megváltoztatja dőlését, amikor elmozdulása irányt vált (elölről hátrafelé, ill. fordítva): ezeket a szárny gyors forgásait, amelyeket valójában rovarokban látunk, "szupinációnak" és "pronációnak" nevezzük.
A legtöbb esetben a rovarokban a szárnyak előre-hátra mozognak, olyan dőlésszöggel, amely meglehetősen hirtelen megdől, ha ez a mozgás irányt vált ("szupináció", amikor a szárny előre fordul, "pronáció, amikor hátrafelé fordul). A szárny mozgása nagyjából egy síkban történik nagy méhméretű rovarok esetén. Lényegesen kisebb rovaroknál (jobbra) a szárnyak által létrehozott légörvények miatti emelési erők ebben a konfigurációban nem elegendők. A visszatérési szakaszban ezek a rovarok lefelé vetítik a szárnyakat, ami szinte függőleges húzást eredményez, és így hozzájárul az emeléshez.
Sőt, ahogyan a rovar térfogatával növekszik a súly, és a szárnyak területe az emelés, becsülhetjük, hogy a szárnyak fordításának sebessége növekszik a rovar jellegzetes méretének négyzetgyökével, így hogy az ütemfrekvencia, amely a sebesség/méret arányt tükrözi, ennek a négyzetgyöknek a fordítottjaként változik.
Ez az eredmény jó irányba halad: a fülben egyértelműen meg tudjuk különböztetni a kicsi rovarokat, például a szúnyogokat vagy a középsugarakat a nagyobbaktól, például a mézelő méhektől, mert az előbbiek nagyobb frekvenciával csapkodják szárnyaikat, ezért magasabb hangokat adnak ki, legfeljebb 1 kilohertzig. Végül megértjük, hogy ha a rovar megváltoztatja szárnyának dőlését a kifelé és a visszatérés között, akkor módosíthatja a kifelé és a visszatérés ellenállásának értékeit úgy, hogy ahelyett, hogy kompenzálná önmagát, és lehetővé teszi a lebegést, a ciklus átlagolása előre (vagy hátra) tolóerőt biztosít. És megtörve a szárnymozgások szimmetriáját a test két oldalán, balra vagy jobbra fordulhat.