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:
100 лет назад актёр театра Глеб Котельников изобрел парашют
100 лет назад театральный актёр Глеб Котельников спустил человечество с небес на землю. Он изобрёл парашют. А подтолкнула его к этому тонкая душевная организация и впечатлительность - он стал свидетелем авиатрагедии. В небе болтаются толпы бездельников, что ж ты наделал, товарищ Котельников. Эта присказка парашютистов, пожалуй, ..
2011-11-10 2186 0 Авиация
0
Трагедии и победы испытателей в авиации
В мае исполнилось 70 лет первого полета отечественного реактивного самолета БИ-1. Испытания начались во время войны, в 1942 году.  Этот полет был осуществлен летчиком Г.Я. Бахчиванджи, через год погибшим на испытаниях, в честь которого позже был назван поселок в Щелковском районе Московской ..
2012-05-19 1590 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 1720 0 Авиация
0
Итоги Фарнборо: конкуренция в небе усиливается
На авиасалоне в британском Фарнборо в борьбе за новые заказы снова доминировали концерны Boeing и Airbus. Особым спросом в этом году пользовались среднемагистральные лайнеры. Boeing 787 Dreamliner на авиасалоне в Фарнборо. Фото: АРНа открытии авиасалона в Фарнборо в центре внимания оказался ..
2012-07-16 1769 1 Авиация
0
Почему разбился СухойСуперДжет-100?
Авиакатастрофа в Индонезии: первые версии. Комментирует военный обозреватель Сергей Михайлов: - Авиалайнер «СухойСуперДжет-100» разбился в ходе первого своего демонстрационного тура по странам Азии. Обломки самолета были найдены в районе горы Салак, на борту было 45 человек. По данным ..
2012-05-15 3657 2 Авиация
1
Ту-214 и Ту-204СМ: трудные судьбы
В конце 1980-х годов Советский Союз мог совершить новый прорыв в развитии гражанской авиации — на смену Ту-154 был готов к массовому выпуску новый Ту-204. Хотя Ту-204 и его модификации могли бы с успехом конкурировать с западными лайнерами, но не тут-то было, начались «лихие ..
2013-07-7 3253 0 Авиация
0
Шойгу спасает Ил-96
В начале года Минобороны объявило о закупке двух самолетов-заправщиков на базе транспортного самолета Ил-96-400Т — модификации последнего советского широкофюзеляжного самолета Ил-96-300, совершившего первый полет в 1988 году. Из-за экономических проблем он так и не завоевал коммерческий рынок, однако ..
2015-01-16 3876 0 Авиация
-1
17 полетов секретного Юнкерса
Экспериментальный немецкий бомбардировщик был недосягаем для истребителей своего времени 16 августа 1944 года летчик-испытатель фирмы «Юнкерс» Зигфрид Хольцбауер (Siegfried Holzbauer) впервые поднял в воздух необычную во всех отношениях машину. Это был Junkers Ju-287 – первый в мире бомбардировщик ..
2014-08-05 2516 0 Авиация
0
США: будущее за беспилотной авиацией
8 октября британская газета The Economist опубликовала обширную статью, где попыталась провести анализ настоящего и будущего беспилотных летательных аппаратов, и делает вывод, что будущее военно-воздушных сил принадлежит им. Предлагаем вашему вниманию некоторые положения данной статьи. ... В настоящее время ВВС США широко ..
2011-10-16 2690 0 Авиация
0
Мы единственные, кто самостоятельно строит самолет
О будущем «Суперджета» Фирма Сухого, традиционно известная своими боевыми самолетами, в 2000-е годы решила попробовать себя в секторе гражданской авиации. Так появился Sukhoi Superjet (SSJ-100). Эти самолеты уже эксплуатируются, однако проект будет развиваться и дальше. На вопросы «Ленты.ру» о перспективах ..
2015-11-11 1710 0 Авиация
0
Российские конструкторы обещают заткнуть за пояс Boeing
Российские конструкторы обещают разработать такой пассажирский самолет, который заткнет за пояс и Boeing, и Airbus. На столе у Сергея Исакова красуется модель необычного самолета. Широкий фюзеляж гармонично перетекает в два стреловидных крыла. Наверное, именно так будут выглядеть самолеты ..
2012-11-7 3082 1 Авиация
0
Вернуться в число ведущих авиационных держав мира не удастся
Выдержит ли наша авиапромышленность конкуренцию с западными фирмами? Сумеет ли она создать гиперзвуковой пассажирский самолет, который будет преодолевать расстояние от Москвы до Дальнего Востока за два-четыре часа? Каковы наиболее эффективные направления сотрудничества с иностранными партнерами в авиастроении? На эти и другие проблемные ..
2012-08-30 2714 0 Авиация
0
Почему падают самолёты: алармисты против статистики
«Последние несколько месяцев стали черными временами для многих авиаперевозчиков. Произошло 9 серьезных авиационных инцидентов и 4 ужасающие катастрофы, унесшие сотни жизней»... Это слова не современной российской новостной ленты. Это слова из документального фильма 1996 года корпорацииFox, сказанные устами ..
2011-10-10 2842 1 Авиация
0
Как делают самолеты
При словах "отечественное производство " у меня в голове всплывает картина полуразрушенного цеха с протекающей крышей и ржавыми лестницами, криво уходящими под потолок. Какого же было мое удивление, когда я оказался в Комсомольске-на-Амуре в цеху, где производят самолеты Сухой Суперджет100 - абсолютно чистый цех, ..
2011-11-18 5852 2 Авиация
0
Авиастроительная Цусима
Крах «суперджетовщины» становится все более и более очевидным. Как и то, что в РФ уничтожены авиационные конструкторские бюро и серийное производство гражданских самолетов. Это – последствия уже не только ельцинского погрома, но и 12 лет «медвежьего царства». Все, чего касаются лапы путинских «эффективных менеджеров», ломается или превращается ..
2012-08-4 2398 0 Авиация
0