Kuidas kimalane lendab: loodusjõud ja aerodünaamika seadused
Üks levinumaid mesilaste liike on kimalane. Karvane ja lärmakas putukal on keha proportsioonidega võrreldes väikesed tiivad. Aerodünaamika seaduste kohaselt on selliste parameetritega putuka lend lihtsalt võimatu. Teadlased on pikka aega teinud uuringuid, et mõista, kuidas see võimalik on.
Kimalase tiibade ehitus võrreldes lennukiga
On olemas terve teadus – bioonika, teadus, mis ühendab tehnoloogia ja bioloogia. Ta uurib erinevaid organisme ja seda, mida inimesed saavad neist enda jaoks eraldada.
Inimesed võtavad sageli midagi loodusest ja uurivad seda hoolikalt. Kuid kimalane kummitas teadlasi pikka aega, õigemini tema lennuvõime.
Füüsikud on leidnud, et lennuk lendab tiiva keeruka konstruktsiooni ja aerodünaamilise pinna tõttu. Tõhusa tõstejõu tagavad tiiva ümar esiserv ja järsk tagaserv. Mootori tõukejõud on 63300 XNUMX naela.
Lennuki ja kimalase lennu aerodünaamika peaks olema sama. Teadlased on tõestanud, et füüsikaseaduste järgi ei tohiks kimalased lennata. Siiski ei ole.
Suur kimalane ja tema tiivad.
Kimalaste tiivad on võimelised tekitama rohkem tõstejõudu, kui teadlased eeldavad. Kui lennukil oleksid kimalase proportsioonid, siis see maapinnalt õhku ei tõuseks. Putukat võib võrrelda painduvate labadega helikopteriga.
Pärast Boeing 747-le kohaldatava teooria katsetamist kimalaste suhtes leidsid füüsikud, et tiibade siruulatus on 300–400 klapi 1 sekundi jooksul. See on võimalik tänu kõhulihaste kokkutõmbumisele ja lõõgastumisele.
Lehvitamise ajal maalitud tiibade mustrid on erinevate aerodünaamiliste jõudude põhjuseks. Need on vastuolus igasuguse matemaatilise teooriaga. Tiivad ei suuda tavalisel hingel nagu uks kõikuda. Ülemine osa loob õhukese ovaali. Tiivad võivad iga tõmbega ümber pöörata, suunates ülaosa ülespoole, kui liigute allapoole.
Suurte kimalaste löögi sagedus on vähemalt 200 korda sekundis. Maksimaalne lennukiirus ulatub 5 meetrini sekundis, mis võrdub 18 km tunnis.
Kimalaste lennu saladuse lahtiharutamine
Müsteeriumi lahtiharutamiseks pidid füüsikud konstrueerima kimalaste tiibade mudelid suurendatud versioonis. Selle tulemusena pani teadlane Dickinson paika putukate lennutamise põhimehhanismid. Need koosnevad õhuvoolu aeglasest seiskumisest, äratusjoa püüdmisest, pöörlevast ringliikumisest.
Tiib lõikab läbi õhu, mis viib õhuvoolu aeglase eraldumiseni. Lennul püsimiseks vajab kimalane tuult. Keerised on pöörlevad ainevood, mis sarnanevad kraanikausis voolava veega.
Kui tiib liigub väikese nurga all, lõigatakse õhk tiiva ette. Seejärel toimub sujuv üleminek kaheks vooluks piki tiiva alumist ja ülemist pinda. Vastuvoolu kiirus on suurem. See tekitab lifti.
Aeglustamise esimese etapi tõttu tõstetakse tõstejõudu. Seda soodustab lühike vool - tiiva esiserva keeris. Selle tulemusena moodustub madal rõhk, mis toob kaasa tõstejõu suurenemise.
Nii on kindlaks tehtud, et kimalane lendab tohutul hulgal keeristes. Igaüks neist on ümbritsetud õhuvooludest ja tiibade lehvitamisest tekkivatest väikestest pööristest. Lisaks moodustavad tiivad ajutise võimsa jõu, mis ilmub iga löögi lõpus ja alguses.
Järeldus
Looduses on palju saladusi. Lennuvõime kimalastel on nähtus, mida on uurinud paljud teadlased. Seda võib nimetada looduse imeks. Väikesed tiivad tekitavad nii võimsaid pööriseid ja impulsse, et putukad lendavad suurel kiirusel.
