Крылья шмеля очень давно интересуют как ученых, так и простых людей. Есть даже распространенный миф о том, что шмель летает против всякой логики и законов физики, так как у него слишком маленькие крылья для такого большого тела, не способные его удержать. Так ли это на самом деле?
Попытки выяснить как можно больше о крыльях шмеля и о поведении во время полета ученые не оставляют и сейчас. Так, китайские ученые проводят серию опытов, в которых шмели содержатся (и летают!) в специальных герметичных контейнерах, а каждое их движение, поворот крыла и даже скорость фиксируются специальной аппаратурой.
В строении крыльев шмеля нет ничего особенного - они относительно небольшие, прозрачные, постоят из двух половинок, которые движутся синхронно. Строение шмеля таково, что его крылья действительно небольшого размера, а туловище у этого насекомого действительно довольно толстенькое и тяжелое. Если бы такие пропорции были, например, у дирижабля, он никогда бы не смог подняться в небо. Все дело в том, что шмель - не самолет и не дирижабль, он не планирует в воздухе, а быстро-быстро машет крыльями.
Скорость перемещения крыльев у шмеля - около четырехсот взмахов в секунду (любой вертолет может позавидовать), при этом траектория перемещения каждого крыла напоминает овал, который движется под большим углом. Кроме этого, при каждом взмахе крылья переворачиваются, занимая немного другое положение: когда крыло идет вниз, его верхняя часть направлена вверх, и наоборот. Таким образом, получается, что при перемещении крыльев шмеля во время полета задействованы все три основных механизма полета: захват встречной струи, замедленное использование воздушного потока и привычное нам вращательное круговое движение.
При этом на передней кромке крыла образуется своего рода небольшой вихрь, который и толкает тело шмеля вверх. Точно также мяч, который ударили теннисной ракеткой, будет лететь вперед, при этом в его верхней части воздух будет двигаться быстрее, что приведет к тому, что мяч будет ещё и подниматься. При изменении направления крыло шмеля опять попадает в этот же вихрь и использует его силу уже для того, чтобы снизиться или повернуть.
Траектория полета, которая образуется при этом, действительно очень сложная, гораздо сложнее траектории полета самолетов. Конечно, шмель может летать, и старый миф про шмеля и законы аэродинамики верен только отчасти - это насекомое не может летать в соответствии с уравнениями, которые применяются для расчета траектории и полета самолетов.
Подобно крыльям шмеля, похожие по аэродинамическим характеристикам движения создают нелетающие птицы, например, куры или страусы (последние машут крыльями очень быстро и со значительной силой), но взлететь при этом у них не получаются. Такой интересный парадокс много лет интересует физиков.
Шмель - действительно одно из самых загадочных и в то же время - самых привычных для людей насекомых. Наверняка тайны, которые скрываются в нем, будут ещё не одно столетие привлекать ученых, энтомологов, любителей дикой природы и простых наблюдателей.
Комментарии