211service.com
Kaip vaisinės musės atlieka posūkius skrydžio metu
Stulbina stebėti vabzdžių sugebėjimus skraidyti. Tačiau tai taip pat yra galvos draskymas fizikams ir inžinieriams, kurie jau seniai žinojo apie aerodinamikos priklausomybę nuo masto, dėl kurios vaisinės musės skrydis skiriasi nuo balandžių ar jumbo.
Nors mes jau šimtmečius žinojome apie pakėlimo principus, kurie palaiko orlaivį ore, fizikai tik per pastaruosius 10 metų atrado, kaip vabzdžių sparnai sukuria pakėlimą generuodami sūkurius ir sąveikaudami su jais.
Išsprendus šią mįslę, dėmesys nukrypsta į tai, kaip vabzdžių skrajutės kontroliuoja savo judėjimą. Kyla klausimas, kaip šie skraidyklės manipuliuoja savo sparnais, kad skrydžio metu atliktų posūkius, kartais ypač staigius ir gana dideliu greičiu?
Šiandien atsakymą pateikė Jane Wang ir bičiuliai iš Kornelio universiteto, kurie tyrė vaisinių muselių sukimosi būdą, naudodami tris stačiu kampu esančias kameras, įrašydami vaizdus 8000 kadrų per sekundę greičiu arba maždaug 35 kadrus per sparno plakimą.
Vaisinės muselės sukuria pakėlimą ir varomąją jėgą, irkluodami savo sparnus pirmyn ir atgal savotišku irklavimo judesiu. Didelės spartos filmuota medžiaga rodo, kad esant pastoviam skrydžiui, kiekvieno sparno atakos kampas yra maždaug vienodas judant į priekį ir atgal, o kairiojo sparno judėjimas atspindi dešinįjį. Taigi, esant pastoviam skrydžiui, kiekvieno sparno sukuriamas sukimo momentas išnyksta.
Tačiau posūkio metu Wang ir kiti teigia, kad vaisinė musė pakeičia vieno sparno atakos kampą maždaug 9 laipsniais, sukurdama papildomą pasipriešinimą, dėl kurio vaisinė musė pasisuka.
Taigi įsivaizduokite, kad žiūrite žemyn į skrendančią vaisinę musę. Pakeitus dešiniojo sparno atakos kampą, atsiranda pasipriešinimas, dėl kurio musė pasisuka pagal laikrodžio rodyklę.
Įdomiausia Wang komandos analizė yra jų išvados apie tai, kaip vaisinė musė kontroliuoja šį sparno kampo pokytį. Atrodo, kad didžioji musės gebėjimo skraidyti dalis priklauso nuo pačių sparnų stiprumo ir elastingumo: jie skirti irkluoti. Tai iš karto sumažina vaisinės muselės centrinės nervų sistemos valdymo ir valdymo naštą.
Tai idėja, vadinama pasyviąja dinamika, kai sistemos konstrukcijoje numatyta galimybė valdyti judėjimą pagal numatytuosius nustatymus, pavyzdžiui, šaudyklos gebėjimą orientuotis skrydžio metu.
Wangas ir bendražygiai teigia, kad posūkis atrodo taip, lyg tai būtų atlikta labai mažai modifikavus sparno vyrio spyruoklišką elgseną. Ir kad tai galima lengvai padaryti naudojant palyginti mažą raumenį.
Mūsų modelis prognozuoja, kad musių skrydžio raumenys gali veikti per kelis sparnų smūgius, kad pakreiptų sparnų aukštį ir vis dėlto generuotų sparno judėjimo poslinkius, kurie aerodinamiškai sukelia manevrą, teigia komanda.
Tai gali skambėti šiek tiek ezoteriškai, tačiau turėtų pasirodyti, kad tai labai naudinga didėjančiam inžinierių skaičiui, bandančių sukurti robotizuotus mikro aparatus su į vabzdžius panašiais sparnais.
Wang ir co daro išvadą: paprastas vaisinių muselių naudojamas mechanizmas gali būti gana bendras ir taip pat turėtų supaprastinti skraidančių mašinų valdymą.
Ar kas nors girdi tą ūžesį?
Nuoroda: arxiv.org/abs/0910.0671 : Vaisinės musės moduliuoja pasyvų sparnų iškėlimą, kad būtų generuojami posūkiai skrydžio metu