Полет шмеля оказался устойчив к турбулентности

Полет шмеля оказался устойчив к турбулентности

Международный коллектив ученых выяснил, насколько легко приходится шмелям летать в сильно ветреную погоду. Оказалось, что даже в условиях значительной турбулентности особый механизм создания подъемной силы позволяет насекомым оставаться на лету с минимальными дополнительными затратами энергии. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.

Авторы проводили численное моделирование полета шмеля в виртуальном «аэродинамическом канале». Для этого ученые разбивали пространство на 680 миллионов ячеек, в каждой из которых решали дифференциальные уравнения Навье-Стокса, которые описывают течение газа (воздуха, в данном случае). При этом модель шмеля играла роль жесткого препятствия. Для того, чтобы правильно воссоздать, как шмель машет крыльями, авторы пользовались более ранней записью полета насекомого на скоростную камеру.

В компьютерном эксперименте шмель двигался вперед со скоростью два с половиной метра в секунду. Авторы варьировали параметры потока, плавно увеличивая интенсивность турбулентности: отношение средней скорости турбулентных вихрей к средней скорости потока воздуха.

Измерив среднюю мощность, которую шмелю приходилось затрачивать, чтобы оставаться в полете, ученые отметили, что она практически не изменялась в зависимости от интенсивности турбулентности: от 84.05 до 85.44 ватт на килограмм массы. Однако, возникающий вращательный момент (в случае реального шмеля) приводил бы к неизбежному крену. На его компенсацию насекомому потребовалось бы затратить значительную энергию.

Летающие насекомые, такие, как шмели или мухи, являются перспективным моделью для создания дронов нового поколения. В современных устройствах применяются вращающиеся роторы, тогда как насекомые машут крыльями вперед и назад. При этом подъемная сила возникает благодаря вихрям на передней кромке крыла. Такой механизм оказался эффективным в борьбе с турбулентными потокам.

Интересно, что сильный ветер еще не обязательно влечет за собой образование турбулентных участков. К примеру, шмель, летящий над полем, будет восприимчив к резким порывам ветра, но не вихрям. Для того, чтобы образовалась развитая турбулентность, необходимы препятствия, например, стволы деревьев.

Тарас Молотилин

N+1

Похожие новости:
Российская «Сова» развалилась на высоте 20 километров
Российский беспилотный электрический самолет «Сова» попал в зону сильной турбулентности и пришел в негодность. Об этом заявил «Известиям» председатель научно-технического совета Фонда перспективных исследований Виталий Давыдов.По его словам, испытания аппарата завершены. «Состоялся длительный полет на высоте ..
2018-03-11 9215 0 Авиация
0
Ученые придумали как сделать полеты более безопасными
Для большинства воздушных путешественников, турбулентность не несет ничего серьезнее паники, но она стоит авиакомпаниям сотни миллионов долларов в год из-за травм и повреждений воздушного судна. Существуют различные типы турбулентности, среди которых самая опасной является турбулентность чистого неба ..
2013-08-7 2153 0 Авиация
0
Honda будет летать
Компания исполняет мечту 90-х и выходит на рынок бизнес-джетов. Через несколько лет самолеты станут дешевле и смогут использоваться для авиатакси. Воздушное такси становится реальностью. Небольшие самолёты могут стать конкурентами обычным авто уже в недалеком будущем. На рынок бизнес-джетов ..
2013-06-27 19064 0 Авиация
0
Самолет на солнечных батареях совершит кругосветный перелет
Авторы швейцарского проекта Solar Impulse представили второй прототип одноименного самолета, на котором в следующем году планируют совершить кругосветный перелет без единой капли керосина. Презентация прошла 9 апреля на аэродроме города Пайерн (западный кантон Во), в ангарах ..
2014-04-11 1804 0 Авиация
0
Винт со сжатым воздухом: вертолеты станут быстрее
Немецкий аэрокосмический центр DLR экспериментирует с модифицированными вертолетными лопастями, которые должны снизить вибрации и увеличить маневренность и скорость вертолетов. Ноу-хау новой лопасти заключается в подаче сжатого воздуха через крохотные отверстия вдоль передней кромки. Лопасти несущего винта ..
2013-02-18 2453 0 Авиация
0
Автожир - самый безопасный летательный аппарат
В Иркутске завершаются испытания автожира. Этот летательный аппарат предназначен для использования в самых разных ситуациях — от экскурсий до спасательных операций. Машина может взлетать и садиться в любой местности. Серийно автожир начнут выпускать уже в этом году. Автожир с греческого: autos ..
2012-03-3 0 0 Авиация
0
Авиаперелеты: турбулентность будет расти
В самолетах стало больше трясти. Эту неприятную тенденцию заметили британские ученые. Как выяснилось, проблема действительно серьезная. Уже к середине века вероятность турбулентности может вырасти до 170%. В чем же причина?Источник: vesti.ru ..
2013-06-6 2067 0 Авиация
0
Водородный беспилотник Phantom Eye совершил первый полет
Беспилотный летательный аппарат на водородном топливе Phantom Eye производства Boeing совершил свой первый полет. Как сообщается на сайте компании, беспилотник взлетел 1 июня с авиабазы Эдвардс ВВС США. По информации Aviation Week, самолет поднялся на высоту 1243 метра и пробыл ..
2012-06-5 2811 0 Авиация
0
Китай испытал гигантский самолет-амфибию
Самолет-амфибия AG600, один из крупнейших в мире, совершил первый полет, сообщает «Синьхуа».Испытания прошли на аэродроме города Чжухай в провинции Гуандун на юге Китая. Взлет состоялся в 09:39 по местному времени и прошел в штатном режиме. Полет AG600 длился около часа.Главный ..
2018-01-02 6615 0 Авиация
0
Власти США разрешили Лайнеру мечты один полет
Федеральная авиационная администрация США (FAA) разрешила авиакомпании Boeing провести разовый тестовый полет самолета B-787 Dreamliner («Лайнера мечты»). Об этом сообщает Business Insider со ссылкой на пресс-службу Boeing. Ранее в министерстве транспорта страны сомневались в том, что Boeing ..
2013-02-7 1802 0 Авиация
0
Шаттл Индевор совершил последний перелет по воздуху
Шаттл «Индевор» совершил последний полет, прежде чем стать музейным экспонатом. Закрепленный на крыше самолета шаттл был доставлен на базу ВВС США Эдвардс в Калифорнии, откуда он продолжит путешествие к финальной остановке — Калифорнийскому научному центру в Лос-Анджелесе. На 12-13 октября запланировано прощальное ..
2012-09-21 1924 0 Авиация
0
Модернизированный Ан-70 совершил первый полет
Украинский военно-транспортный самолет Ан-70 в четверг, 27 сентября, совершил свой первый полет после модернизации. Как сообщает РИА Новости со ссылкой на руководителя госпредприятия "Антонов" Дмитрия Киву, полет продолжительностью 32 минут прошел успешно. Летные испытания Ан-70 начались в августе ..
2012-09-27 2842 0 Авиация
0
Новый патрульный самолет Boeing совершил первый полет
Перспективный американский патрульный самолет, создаваемый с применением технологий P-8A Poseidon американским авиастроительным концерном Boeing, 28 февраля 2014 года совершил первый полет. Об этом говорится в сообщении концерна. Первый полет самолета продлился четыре часа и был признан ..
2014-03-08 2441 0 Авиация
0
Самолет на твердоводородном топливе совершил первый полет
В Шотландии состоялся первый полет самолета, использующего твердый водород в качестве топлива. Об этом сообщает New Scientist.Топливо для экспериментального беспилотника упаковано в твердые гранулы, которые при сжигании выделяют только водяной пар. Кроме того, эти гранулы в три раза легче, чем сопоставимые ..
2016-02-08 1897 0 Авиация
0
Осуществлен первый полет на электрическом мультикоптере
Немецкая компания e-Volo осуществила первый полет человека в мире на электрическом мультикоптере. К настоящему моменту большинство читателей, вероятно, довольно хорошо знакомы с квадракоптером - небольшим парящим беспилотным электрическим вертолетом, которые позволяет перемещаться по воздуху с помощью набора ..
2011-11-4 2148 1 Авиация
0