איך דבורה עפה: כוחות הטבע וחוקי האווירודינמיקה

מבנה הכנפיים של דבורת בומבוס בהשוואה למטוס

יש מדע שלם - ביוניקה, מדע המשלב טכנולוגיה וביולוגיה. היא חוקרת אורגניזמים שונים ומה אנשים יכולים להפיק מהם לעצמם.

לעתים קרובות אנשים לוקחים משהו מהטבע ולומדים אותו בקפידה. אבל הדבורה רדפה מדענים במשך זמן רב, או יותר נכון את יכולתה לעוף.

פיזיקאים מצאו שהמטוס טס בשל העיצוב המורכב של הכנף והמשטח האווירודינמי. עילוי יעיל מסופק על ידי הקצה המוביל המעוגל של הכנף והקצה האחורי התלול. כוח דחף המנוע הוא 63300 פאונד.

האווירודינמיקה של טיסה של מטוס ודבורה צריכה להיות זהה. מדענים הוכיחו שעל פי חוקי הפיזיקה, דבורי בומבוס לא צריכות לעוף. עם זאת, זה לא.

דבורת בומבוס גדולה וכנפיה.

כנפי דבורה מסוגלות ליצור עילוי רב יותר ממה שמדענים מצפים. אם למטוס היו פרופורציות של דבורת בומבוס, אז הוא לא היה ממריא מהקרקע. ניתן להשוות חרק למסוק בעל להבים גמישים.

לאחר בדיקת התיאוריה החלה על בואינג 747 לגבי דבורי בומבוס, פיזיקאים גילו כי מוטת הכנפיים היא בין 300 ל-400 דשים בשנייה אחת. הדבר אפשרי עקב התכווצות והרפיה של שרירי הבטן.

הדוגמאות המצוירות של הכנפיים בזמן ניפוף הן הגורם לכוחות אווירודינמיים שונים. הם סותרים כל תיאוריה מתמטית. הכנפיים אינן מסוגלות להתנדנד כמו דלת על ציר רגיל. החלק העליון יוצר אליפסה דקה. הכנפיים יכולות להתהפך בכל מהלך, כשהן מצביעות על החלק העליון כלפי מעלה במכה מטה.

תדירות השבץ של דבורי בומבוס גדולות היא לפחות 200 פעמים בשנייה. מהירות הטיסה המרבית מגיעה ל-5 מטרים לשנייה, השווה ל-18 ק"מ לשעה.

פותרים את תעלומת מעוף הדבורה

כדי לפענח את התעלומה, הפיזיקאים היו צריכים לבנות דגמים של כנפי דבורה בגרסה מוגדלת. כתוצאה מכך, המדען דיקינסון קבע את המנגנונים הבסיסיים של מעוף חרקים. הם מורכבים מעצירה איטית של זרימת האוויר, לכידת סילון ערות, תנועה מעגלית סיבובית.

מסקנה

יש הרבה תעלומות בטבע. היכולת לעוף בדבורים היא תופעה שנחקרה על ידי מדענים רבים. אפשר לקרוא לזה נס של הטבע. הכנפיים הקטנות יוצרות מערבולת ודחפים כה עוצמתיים עד שהחרקים עפים במהירויות גבוהות.