Hogyan repülnek a rovarok; Elképesztő tudomány
Bár a látvány kevésbé fenséges, ezt el kell ismerni a rovarok még a madaraknál is erősebbek, Ennek bizonyítéka a legyek elkapásának vagy a szúnyogok összetörésének nehézsége.
És ha mégis az aerodinamika klasszikus törvényeire hivatkozunk, akkor a rovaroknak nem szabad repülniük! Ha mégis sikerül nekik, akkor azért, mert repülésük fizikai elveken alapszik, amelyek teljesen eltérnek az Airbus vagy a varjú irányítóitól.
A rovarok repülése
A rovarok sok szempontból a bolygó igazi uralkodóinak tekinthetők. Néhány millió faj létezik, és a Földön közel \ (10 ^ \) rovar, vagy egymilliárd rovar él minden ember számára (képzelje el őket az ágyában) [1].
Repülési képességük természetesen nem idegen ettől a hatalmas evolúciós sikertől: a repülés lehetővé teszi, hogy a rovarok természetesen elterjedjenek, de táplálékot is találjanak, megvédhessék magukat, sőt kommunikálhassanak vagy bírósághoz is fordulhassanak.
Gyakran elfelejtjük, hogy a rovarok repültek először, mintegy 350 millió évvel ezelőtt. Utánuk csak három másik csoport - pterosaurus, denevér és madár - érte el ezt önállóan. De egyetlen mesteri repülés sem rovarok, amelyek képesek olyan bravúrokra, mint a súlyuknak megfelelő egyenértékű emelés, vagy végezzen álló járatokat kifogástalan, amire a madarak képtelenek.
De a legmeglepőbb ebben az, hogy elméletileg a rovaroknak nem szabad repülniük! Ha alkalmazzuk azokat a törvényeket, amelyek megmagyarázzák számukra a madarak vagy repülőgépek repülését, akkor azt tapasztaljuk, hogy még a levegőben sem kellene tudniuk tartózkodni. A rovarok repülésének megértéséhez új, a klasszikus repülésben alkalmazott elvektől való eltérésre van szükség.
Hogyan repül egy repülőgép ?
Mielőtt a rovar bonyolult esetére térnénk át, tekintsük át a magyarázatot, amelyet általában a repülőgépek repülésének elmagyarázására adunk.
Amikor egy repülőgép szárnya mozog, a rajta átáramló légáram két részre oszlik, és a szárny fölött áramló levegő nagyobb sebességgel rendelkezik, mint az alatta áramló levegő. Ez teremt depresszió, amely erőt okoz a szárnyon, amelynek függőlegesen irányított komponensét nevezzük a viselet. A felvonó lehetővé teszi, hogy a sík magasban maradjon, és ellenálljon a gravitációnak.
A repülőgépek repülésének fontos paramétere az úgynevezett a támadás szöge (lásd fent). Általában minél magasabb a támadási szög, annál nagyobb az emelés. A sík tájolásával játszva növelheti a támadási szöget és ezáltal az emelést. De van egy határ! A szokásos szárnyalakoknál, amikor a támadási szög eléri a 15 ° -ot, a levegő már nem folyik megfelelően a szárny körül, turbulencia alakul ki és a lift eltűnik: azt mondjuk, hogy a gép felveszi.
Most a madarakra. Elsőre meglepetés lehet, de ugyanazon az elven működnek! Látom, hogy idejössz, azt mondod nekem: "Igen, de a madár szárnyakat csap, krumpli!" ". Persze, de a fizikai törvények ugyanazok.
A klasszikus aerodinamikai elmélet a körülötte mozgó folyadékba helyezett szárnyra vonatkozik. A repülőgép esetében a mozgás egyszerű (fordítás), a madár szárnya esetében pedig bonyolultabb. De ha lebontja egy madár szárnyának mozgását, akkor minden pillanatban kiszámíthatja a légsebességet és a támadási szöget, és levezetheti a kapott emelést mint egy repülőgép.
Ha nem vagy meggyőződve a madarak és a repülőgépek közötti hasonlóságról, gondolja, hogy egy helikopter esetében pontosan ugyanazt a számítást végezhetjük el: a pengék is szárnyak, amelyeket mozgásba hoznak a levegőhöz viszonyítva (még mindig eltérő mozgással), és amelyek ugyanazon törvények szerint kiszámítható emelés.
Miért nem tudnak rovarok (elméletileg) repülni?
Annak megállapításához, hogy a klasszikus elmélet vonatkozik-e a rovarokra is, megnézheti szárnyaik mozgását, és kiszámíthatja a kapott emelést, ugyanúgy, mint egy madarat. Első meglepő dolog, hogy a rovaroknak gyakran 4 szárnyuk van, és általában összecsapják őket előre-hátra és nem fentről lefelé. A pálya mindkét végén elforgatják szárnyaikat, az alábbi kis diagram szerint:
Akkor egy dolognak meg kell találnia a diagramot: a támadási szög. Rovarokban jellemzően 25–45 °. Ahogy fentebb mondtam, az ilyen nagy támadási szögek teljesen összeegyeztethetetlenek a hagyományos repüléssel: turbulenciát generálnak, amely tönkreteszi a felvonót és az elakadást okozza. Következtetés: látva, hogy csinálják, a rovaroknak nem szabad repülniük. És mégis ... odaérnek! Tehát van mit megérteni.