Ученые раскрыли механизм полета семян одуванчика — Naked Science
5 минут
Редакция

Ученые раскрыли механизм полета семян одуванчика

Частично проницаемый для воздуха «парашют» одуванчика использует турбулентные вихри, создавая вчетверо большую подъемную силу, чем настоящий парашют.

flying-ladybug-and-dandelion
©Wikipedia

Полет семян одуванчика — как сказочный полет Мэри Поппинс на зонтике: выглядит весьма просто и романтично, однако с точки зрения физики крайне необычен. Сорванные ветром с цветка, они путешествуют за счет паппуса — «хохолка» из множества тончайших волосков. Интуитивно это выглядит совершенно понятным, но физики до сих пор не могли в точности описать, как именно паппус позволяет семенам одуванчика (и некоторых других растений) подниматься в воздух и переноситься порой на довольно большие расстояния.

 

Принято говорить, что механизм их полета схож с парашютным: свободное падение замедляет сопротивление воздуха в волосках паппуса. Однако семечки одуванчика поднимаются вверх под действием дополнительной силы. Об этом рассказывает новая статья Наоми Накаямы (Naomi Nakayama) и ее коллег из Эдинбургского университета, опубликованная в журнале Nature.

 

Авторы изучили полет одуванчика с помощью высокоскоростной видеосъемки, а также провели его компьютерное моделирование. Им удалось подтвердить, что волоски действуют почти как поверхность парашюта, а кроме того, возникают потоки воздуха, обтекающие паппус с наружной стороны. Они создают турбулентный вихрь чуть выше «зонтика». Давление в нем ниже, чем у воздуха под паппусом, что создает подъемную силу, необходимую для продолжительного полета.

 

Волоски паппуса действуют как единая структура, заставляя воздух обтекать «зонтик» и формировать вихрь, создающий подъемную силу / ©Cummins et al., 2018

 

Механизм полета, во многом похожий на описанный выше, используют и насекомые, создающие турбулентные вихри — центры низкого давления и источник подъемной силы — за счет маховых движений крыльями. Однако у одуванчика обнаружилась одна действительно уникальная особенность. У тех же насекомых вихри быстро срываются с крыльев и уносятся, а следом за ними образуются новые; над летящим семечком вихрь удерживается стабильно. Дело в том, что его паппус, состоящий из тонких волосков, позволяет воздуху частично проходить насквозь.

 

Вихрь словно непрерывно засасывает воздух из-под поверхности паппуса, из области более высокого давления, «подпитываясь» этим потоком и сохраняя относительную стабильность. Авторы подсчитали, что эти механизмы обеспечивают вчетверо более высокую подъемную силу, чем у простой парашютной системы такой же геометрии. Возможно, когда-нибудь и наши парашюты будут изготавливаться не из цельного куска ткани, а из упругих и легких «волосков», позволяя использовать куда меньшую площадь для безопасного спуска с высоты.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Вчера, 11:36
5 минут
Илья Ведмеденко

Разработанный для NASA космический аппарат OSIRIS-REx коснулся поверхности Бенну — небольшого околоземного астероида, входящего в группу Аполлонов. Возвращение зонда на Землю запланировано на 2023 год.

Сегодня, 09:40
5 минут
Сергей Васильев

Американского жука Nosoderma diabolicum не раздавит даже проехавший по нему автомобиль: жесткие надкрылья насекомого выдерживают огромные нагрузки благодаря необычным структурам, напоминающим соединение деталей пазла.

Позавчера, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

19 октября
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

Позавчера, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: