Попугай в «авиаторах» опроверг три уравнения аэродинамики — Naked Science
06.12.2016
Редакция Naked Science

Попугай в «авиаторах» опроверг три уравнения аэродинамики

Американские ученые обнаружили, что существующие модели для оценки подъемной силы не могут предсказать характер завихрений, которые создаются крыльями птицы во время полета. Результаты работы опубликованы в журнале Bioinformatics and Biomimetics.

untitled-2
©Wikipedia

Аэродинамика полета самолетов повторяет базовые принципы аэродинамики полета птиц. Однако, в отличие от самолетов, птицы могут совершать не только парящий, но и машущий полет, механика которого изучена недостаточно. Наименее ясной остается аэродинамика некоторых типов полета насекомых: помимо машущего полета они, как и небольшие птицы, также могут выполнять поступательный полет (резкое изменение направления) и зависание. Понимание этих механизмов важно для создания микророботов, способных летать аналогичным образом.

 

Сейчас для оценки подъемной силы «микрокрыла» таких роботов используются три основные модели. Чтобы проверить их, ученые из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Стэнфордского университета провели серию экспериментов с воробьиным попугаем (Forpus) — одной из самых небольших птиц. В ходе работы попугай должен был пролетать между жердями, удаленными друг от друга примерно на метр, сквозь «стену» лазера, который подсвечивал частицы аэрозоля. Для защиты глаз на птицу надевались напечатанные на 3D-принтере очки-авиаторы.

 

При пересечении лазера взмахи крыльев создавали завихрения, которые с различных ракурсов фиксировали 12 высокоскоростных камер. Параллельно авторы предсказывали характер завихрений с помощью трех известных моделей. Результаты показали, что все модели оказались не способны оценить показатель: две из них последовательно недооценивали значения подъемной силы, тогда как третья приводила к нулевому значению, что означало, что животное должно было находиться в свободном падении. Однако птица продолжала взмахи крыльями.

 

Вопреки уравнениям, во время взмаха завихрения происходят не постепенно и упорядоченно, но хаотично и очень быстро: скорость изменений составляет около 100 миллисекунд. При этом в отличие от самолетов, завихрения возникают близко к крылу. По мнению ученых, полученные данные указывают на необходимость создания новых моделей, предсказывающих аэродинамику полета птиц. Потенциально это также позволит прояснить более сложные механизмы, в том числе зависание у насекомых, и поможет в разработке микророботов.

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
10 часов назад
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

Вчера, 13:03
Алиса Гаджиева

Иранские ученые расшифровали тексты с глиняных табличек времен правления Дария I.

10 часов назад
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

19 сентября
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

Вчера, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: