5 хитростей полёта

Подготовка текста: Анастасия Савостьянова

Если вы думали, что чтобы летать, нужно просто равномерно махать крыльями,  эта статья откроет вам глаза на множество хитростей, которые придумали живые существа. И теперь учёные и инженеры хотят применить эти изобретения в своих разработках. Приготовьтесь к сюрпризам, пристегните ремни, мы взлетаем.

Летучие рыбы разгоняются под водой до 60 километров в час, а потом взмывают над поверхностью и планируют с помощью больших грудных и брюшных плавников. За один прыжок они преодолевают по воздуху (которым даже не могут дышать!) до 400 метров. Тело рыбы держится близко к воде и параллельно ей, что значительно увеличивает отношение подъёмной силы к лобовому сопротивлению — совсем как у самолётов, когда они идут на посадку. Создаётся так называемый эффект земной подушки (в данном случае можно сказать водной). Когда рыба оказывается слишком низко над водой, она отталкивается от неё кончиком хвоста. В авиации это называется выруливанием, но самолёту, конечно, не приходится скрести хвостом по посадочной полосе. Учёные надеются подсмотреть у летучих рыб ещё что-нибудь полезное для гидросамолётов и экранопланов.

Некоторые виды кальмаров способны разгоняться до 11,2 метра в секунду и преодолевать около 30 метров за один прыжок — это в сто раз больше их собственной длины. По мнению некоторых учёных, так кальмары спасаются от врагов или просто экономят силы: в воздухе они движутся в четыре раза быстрее, чем под водой, и, к тому же, парение требует меньше энергии.

Кальмары поднимаются над поверхностью, резко выталкивая струю воды через сифон (мускульную трубку, через которую в основном дышат). Уже в воздухе они расправляют плавники и щупальца, что увеличивает подъёмную силу. 

Нечто подобное инженеры реализовали в подводных роботах, которые умеют вылетать на поверхность за счёт резкого выброса водной струи. Эти роботы потребляют очень мало энергии и используются в труднодоступных зонах, например, при потопах.

Может, полёт у бабочек и не самый скоростной, зато и энергии требует удивительно мало. 

Главное в их больших крыльях — гибкость. В одном исследовании бабочек поместили в аэродинамическую трубу и обнаружили, что при взмахе крылья изгибаются и принимают форму чаш. Между ними образуется воздушная прослойка, а когда крылья хлопают друг о друга, воздух выходит струёй и толкает бабочку вперёд. Если бы крылья у бабочек были жёсткими, на полёт они тратили бы на 28% энергии больше. Сейчас существуют дроны, которые машут жёсткими крыльями, но вот гибких, которые реализовали бы полёт, как у бабочек, пока нет. А жаль, ведь это решило бы некоторые проблемы современной конструкции: энергозатратность, быструю разрядку аккумулятора и небольшую дальность полёта.

Комары легко поднимаются в воздух, досыта напившись крови и заметно отяжелев. Как же им это удаётся?

Всё дело в крыльях. Если отталкиваться только лапками, нельзя достичь нужной скорости. Плюс при этом насекомое заметно надавит на кожу, а значит, покусанный его заметит. Поэтому при взлёте комары начинают хлопать крыльями пятьсот раз в секунду и только потом отталкиваются от жертвы. Причём крылья движутся по восьмёрке, благодаря чему образуются завихрения низкого давления. Эта дополнительная подъёмная сила и помогает взлететь, а еще экономит энергию.

А чтобы быстро летать, досыта напившись крови, комары увеличивают взмах крыла и держат тело вертикальнее, чем до еды, за счёт чего и добиваются той же скорости. 

Хитрые приёмы комаров пригодятся в конструкции “роботов-ниндзя”, которые, по плану разработчиков, смогут незаметно взлетать и приземляться.

Как выяснили учёные, зонтики одуванчиков летают по тому же принципу, что  комары и летучие рыбы — с помощью завихрений, которые создают подъёмную силу и удерживают семя в воздухе. Парашютики планируют благодаря свободным завихрениям, которые образуются между волосками. Воздух над зонтиком закручивается и создаёт тягу, которая не даёт ему упасть.

Интересно, что каждое семя имеет от 90 до 110 волосков. Учёные даже выяснили, что если сильно отклониться от этого числа, то завихрения станут неустойчивыми.

Оригинальное видео, как обычно, ищите по ссылке.