Hur en humla flyger: naturens krafter och aerodynamikens lagar
En av de vanligaste typerna av bin är humlan. Lurig och bullrig, insekten har små vingar jämfört med dess kroppsproportioner. Enligt aerodynamikens lagar är flygningen av en insekt med sådana parametrar helt enkelt omöjlig. Under lång tid har forskare forskat för att förstå hur detta är möjligt.
Innehåll
Strukturen av vingarna på en humla i jämförelse med ett flygplan
Det finns en hel vetenskap - bionik, en vetenskap som kombinerar teknik och biologi. Hon studerar olika organismer och vad människor kan utvinna ur dem själva.
Människor tar ofta något från naturen och studerar det noggrant. Men humlan förföljde forskare under lång tid, eller snarare dess förmåga att flyga.
Fysiker har funnit att flygplanet flyger på grund av den komplexa utformningen av vingen och den aerodynamiska ytan. Effektivt lyft tillhandahålls av vingens rundade framkant och den branta bakkanten. Motorns dragkraft är 63300 XNUMX lbs.
Aerodynamiken för flygningen av ett flygplan och en humla bör vara densamma. Forskare har bevisat att enligt fysikens lagar ska humlor inte flyga. Det är det dock inte.
Stor humla och dess vingar.
Humlevingar kan skapa mer lyft än forskarna förväntar sig. Om planet hade samma proportioner som en humla skulle det inte lyfta från marken. En insekt kan jämföras med en helikopter med flexibla blad.
Efter att ha testat teorin gällande Boeing 747 med avseende på humlor, fann fysiker att vingspannet är från 300 till 400 klaffar på 1 sekund. Detta är möjligt på grund av sammandragning och avslappning av magmusklerna.
De målade mönstren på vingarna under flaxande är orsaken till olika aerodynamiska krafter. De motsäger alla matematiska teorier. Vingarna kan inte svänga som en dörr på ett vanligt gångjärn. Den övre delen skapar en tunn oval. Vingarna kan vända med varje slag och peka toppen uppåt i ett nedåtgående slag.
Frekvensen av slag av stora humlor är minst 200 gånger per sekund. Den maximala flyghastigheten når 5 meter per sekund, vilket är lika med 18 km i timmen.
Att reda ut mysteriet med humlans flygning
För att reda ut mysteriet var fysikerna tvungna att konstruera modeller av humlevingar i en förstorad version. Som ett resultat av detta etablerade vetenskapsmannen Dickinson de grundläggande mekanismerna för insektsflykt. De består av en långsam avstängning av luftflödet, infångning av en wake-jet, en roterande cirkulär rörelse.
Vingen skär genom luften, vilket leder till en långsam separering av luftflödet. För att hålla sig i flyget behöver humlan en virvelvind. Virvlar är roterande strömmar av materia, liknande strömmande vatten i ett handfat.
När vingen rör sig i en liten vinkel skärs luften framför vingen. Sedan sker en mjuk övergång till 2 flöden längs vingens nedre och övre ytor. Uppströmshastigheten är högre. Detta ger lyft.
På grund av det första steget av retardation ökar lyftet. Detta underlättas av ett kort flöde - virveln i vingens framkant. Som ett resultat bildas lågt tryck, vilket leder till en ökning av lyftkraften.
Därmed har det konstaterats att humlan flyger i ett enormt antal virvlar. Var och en av dem är omgiven av luftströmmar och små virvelvindar som skapas av vingarnas flaxande. Dessutom bildar vingarna en tillfällig kraftfull kraft som uppträder i slutet och i början av varje slag.
Slutsats
Det finns många mysterier i naturen. Förmågan att flyga i humlor är ett fenomen som har studerats av många forskare. Det kan kallas ett mirakel av naturen. De små vingarna skapar så kraftiga virvelvindar och impulser att insekterna flyger i höga hastigheter.
