Все виды плавников и крыльев работают примерно одинаково

 

 

Большинство животных, летая или плавая, изгибает крылья и плавники одним и тем же образом — в аналогичных пропорциях и под схожими углами. Этот, по-видимому, универсальный принцип подходит и мотылькам, и акулам. Возможно, на него стоит обратить внимание тем, кто создает устройства, способные передвигаться в воздушной и водной средах?

Сконструировать летательный аппарат (ЛА), хлопающий крыльями, пытаются давно: вспомним Икара и Леонардо да Винчи. Братья Райт резонно сделали ставку на неподвижное крыло, но стремление понять, каким образом птицам удается подниматься в воздух и маневрировать, не угасло. Очевидно, инженерам отчаянно не хватает сведений по аэродинамике этих удивительных существ.

На Земле существуют сотни видов птиц, насекомых и млекопитающих, которые проводят большую часть жизни в воздухе или в водах мирового океана. За миллионы лет эволюции эти животные нашли свои собственные экологические ниши, однако их крылья и плавники в целом очень похожи друг на друга. Кроме того, их конечности почти нельзя отличить от крыльев насекомых и плавников рыб, которые продолжают жить в «родной» для них среде на протяжении сотен миллионов лет.

Мнение ученых о том, помогает или мешает птицам гибкое крыло, постоянно меняется. Биолог Джон Костелло из Провиденс-колледжа (США) и его коллеги исходят из того, что птицы, хотим мы того или нет, все-таки летают. Кроме того, они заподозрили, что аналогичные движения совершаются плавниками и хвостами, и даже приняли участие в проекте Управления военно-морских исследований США по созданию аппарата, способного передвигаться наподобие медузы. Выяснилось, что добавление пассивного, но подвижного сегмента к жесткой в целом поверхности увеличивает скорость реактивного движения в несколько раз, сообщают compulenta.computerra.ru  и РИА Новости со ссылкой на Nature Communications и  Nature News.

Ученые прочесали видеоресурсы YouTube, Vimeo и др. в поисках материалов с изображением самых разных существ, от плодовых мушек до летучих мышей и от моллюсков до горбатых китов. Несмотря на огромное разнообразие форм и структур «движущих механизмов» (тонких, как паутинка, мембран, оперенных крыльев, толстых и тяжелых китовых хвостов), удалось обнаружить сходство определенных переменных, которые были измерены вручную. У 59 видов расстояние от точки, где начинается изгиб, до основания крыла составляет примерно две трети от общей длины крыла, а максимальный угол сгиба находится в промежутке 15 и 38 градусов.

Следовательно, животные с очень разной историей эволюции пришли в итоге к примерно одинаковым решениям одной и той же задачи. Эволюцию обусловили физические законы, определяющие взаимодействие текучих сред. Неважно, от каких предков произошли эти животные — ползучих, ходячих или прыгучих: как только возникала нужда в адаптации к текучей среде, развиваться можно было только в определенных рамках, несмотря на все различия в анатомии и физиологии.

Относительное совершенство крыльев и плавников животных должно побудить инженеров обстоятельно изучить их устройство и механику работы и попытаться воспроизвести их в искусственных конструкциях, заключают авторы статьи.

И все же вопрос остается открытым. Следует ли инженерам делать ставку на гибкое крыло?

 

На заставке фото с сайта divewise.files.wordpress.com