Pukulan sayap melanda gusti ribut

Penyelidik aliran mengalir ke bawah misteri penerbangan lebah

Walaupun badannya gemuk, bumbung adalah pelindung yang sangat baik yang menimbulkan pergolakan. © bigemrg / thinkstock
membaca dengan kuat

Hebatnya kuat: bumbung boleh dengan mudah di udara walaupun dengan pergolakan yang kuat. Sistem vorteks yang digunakan oleh serangga untuk terbang bahkan berfungsi dengan baik dalam pergolakan secara tiba-tiba seperti dalam cuaca stabil. Ini kini menunjukkan simulasi komputer. Mengikut ini, bumbung menghasilkan daya propulsi dan pendorong yang sama di bawah keadaan yang sukar rata-rata seperti dalam penerbangan yang tidak terganggu - dan tidak perlu membelanjakan lebih banyak tenaga untuk itu.

Walaupun kedudukannya gemuk, bumbung adalah akrobat udara sebenar. Dalam mencari makanan, mereka terbang ke depan, ke belakang, ke atas dan ke bawah - dan sentiasa mengubah arah dan kelajuan mereka. Terutama yang mengagumkan: Angin yang lebih kuat mungkin kelihatan menentang serangga dengan mudah.

Tetapi bagaimana makhluk-makhluk kecil menguruskan beribu sayap, mengalahkan sayap terkawal dalam persekitaran yang tidak stabil? Pasukan penyelidikan antarabangsa yang diketuai oleh Thomas Engels dari Universiti Teknikal Berlin kini mendapat akar teka-teki ini - dan telah menemui jawapan awal.

Keapungan yang sama - walaupun pergolakan

Tidak seperti pesawat sayap yang tegar, sayap bumbung tidak menghasilkan kebanyakan keapungan mereka kerana udara mengalir lebih cepat ke atas atasnya yang melengkung daripada bawahnya. Mereka terlalu cetek dan terlalu pendek berhubung dengan badan. Sebaliknya, badai kecil membentuk pada sayap memukul. Tornado mini bergerak dengan sayap, menurunkan tekanan pada bahagian atasnya - mewujudkan kesan sedutan ke atas.

Dengan bantuan simulasi komputer Hummelflug yang paling rumit setakat ini, saintis cecair menyiasat bagaimana pergolakan udara secara tiba-tiba memberi kesan kepada daya angkat dan penggerak serangga yang mengalir. Analisis mendedahkan bahawa pergolakan yang kuat tidak mempunyai kesan ke atas sistem duri. paparan

Kumbang digital melepasi turbulen yang berbeza (turquoise). Tornado mini (merah jambu) berkembang pada permukaan sayap mereka, yang menghasilkan kesan sedutan ke atas TU Berlin / FG Dinamika Fluida Berangka

"Telah ditunjukkan bahawa bumblebees menghasilkan kekuatan purata yang sama walaupun dalam arus yang sangat bergolak seperti dalam udara yang tidak terganggu tidak seperti pesawat, di mana pergolakan dapat mengubah kuasa dengan ketara ", Kata Engler. Walaupun dengan kapal terbang kecil, walaupun sedikit gangguan bergelora menyebabkan perubahan ketara dalam daya jacking dan jacking. Sebaliknya, lebah yang dumpy tidak perlu menghabiskan tenaga tambahan untuk terus bertahan dalam pergolakan, mengikut simulasi.

Model untuk robot udara

Kekuatan yang menakjubkan dari serangga yang mengepit adalah kelebihan yang menentukan berdasarkan penyelidik dan boleh menjadi model untuk robot udara kecil buatan manusia pada masa akan datang. Untuk perkembangan pesawat yang diilhamkan oleh serangga, pasukan menjangkakan penemuan penting selanjutnya dari simulasi komputer pada masa akan datang.

"Sangat penting untuk mengetahui di mana kesukaran terbang berada dalam pergolakan dan bagaimana serangga memenuhi cabaran ini, " kata Engels. "Di atas segalanya, kami ingin menyelesaikan teka-teki dengan bantuan kumbang, yang menyebabkan ketidakstabilan ketidakstabilan semasa penerbangan dan bagaimana anda dapat mengawalnya, " katanya menyimpulkan. (Surat Semula Fizikal, 2016; doi: 10.1103 / PhysRevLLL.116.028103)

(TU Berlin, 20.07.2016 - DAL)