Як і чому літає джміль

Лютого 2019

Відео: Лакуна №67: Як літає джміль (Лютого 2019).

Anonim

Політ джмеля

Джміль

Багато наукові гіпотези, а потім і закони, були відкриті при спостереженні за тваринами. Перші пристосування для парапланірованія людини в повітрі були скопійовані з крил птахів і комах. Вчені розбирали принцип польоту того чи іншого живої істоти і намагалися пояснити це з наукової точки зору. І лише зовсім недавно вони змогли зрозуміти, чому джміль літає.

На замітку!

Увага дослідників і людей науки привернуло маленьке комаха, яке, всупереч всім відомим на той момент законам фізики, літає. Його об'ємне тіло, форма якого не відповідає аеродинамічним умовам, які не стикувалося з маленькими непоказними крильцями. Всі в один голос стверджували, що джміль не може літати з такими фізичними даними.

Помилкова гіпотеза

Математичними формулами і законами аеродинаміки пояснювали польоти багатьох комах:

  • метеликів;
  • бджіл;
  • мух;
  • комарів;
  • жуків і багатьох інших.

Аероаналізу піддавали будь літаюче жива істота і після деяких обчислень ставало ясно, як воно літає. Коли черга дійшла до джмеля, який є найближчим родичем бджоли, вчені зайшли в глухий кут. Вони намагалися застосувати формули, за якими розраховується підйомна сила, що діє на літак.

На замітку!

Немає нічого дивного в тому, що ці формули ніяк не підходили до польоту комахи. Площа поверхні його крил була занадто мала, щоб створити силу, здатну підняти важке тіло. Ніякої мови про планування в потоці повітря тут не було. Висновок був однозначний і курйозний: джміль не може літати.

Вся справа в крилах

Політ джмеля

Наука і техніка не стояли на місці і незабаром до питання про політ джмеля повернулися. Тепер до вирішення цього завдання підійшли більш ретельно, записавши на відеокамеру, як літає джміль. За допомогою сучасної апаратури вдалося розглянути всі рухи крил комахи в уповільненому дії і почати будувати нову гіпотезу.

На відеозаписі фахівці розглянули принцип руху крил. Маленькі і непоказні, вони здійснювали дуже незвичайні помахи. Крім зворотно-поступальних рухів вони одночасно здійснювали ледве помітні коливальні вібрації, схожі більше на дрібну тремтіння. Саме ці високочастотні коливання стали причиною польоту комахи.

Цікаво!

Під час спостережень за рухом крил волохатого родича бджоли було підраховано, що він робить ними 300-400 помахів в секунду.

Завдяки цим мікровібрацію крилець навколо їхніх кінців створюються завихрення повітря зі змінною значенням щільності. Різниця в щільності потоків повітря і створює підйомну силу, що діє на комаха. Такими завихреннями не володіють помахи крил метелика або бджоли, тому спочатку до такого висновку не змогли прийти.

Доказова база від ученого-фізика

Джміль

Вперше науково-обґрунтований висновок по польоту джмеля було представлено загального огляду в середині минулого століття. Жінка-фізик Чжен Джейн Ван, яка працює у відомому Корнеллського університету США, привела доказову базу по утворенню підйомної сили за рахунок завихрень.

Фізик витратила чимало часу на ретельні дослідження з цього питання, і до її гіпотезі не було заперечень. Ще вона зазначила, що основною помилкою вчених, які запевняють, що за законами фізики джміль не може літати, була відсутність достатніх знань в певних розділах аеродинаміки.

Застосування формул, за якими розраховується політ авіалайнера зі статичним станом крил, неможливо до розрахунку польоту комахи, яке активно махає крильцями в декількох площинах. Такий рух в повітрі є яскравим прикладом розділу нестаціонарної газово-в'язкої динаміки.

Підсумком всіх цих досліджень стало остаточний висновок, що волохатий родич бджоли літати може. Цікавіше той факт, що комаха і без цих складних і довгих умовиводів великих умів як літало, так і продовжує літати. Навіть якщо згодом з'явиться нова гіпотеза аеродинаміки джмеля, він все одно буде здійснювати свої щоденні польоти, незважаючи ні на що.