Hvordan en humlebi flyver: naturens kræfter og aerodynamikkens love
En af de mest almindelige typer bier er humlebien. Pelsen og støjende, insektet har små vinger sammenlignet med dets kropsproportioner. Ifølge aerodynamikkens love er et insekts flyvning med sådanne parametre simpelthen umuligt. I lang tid har forskere forsket for at forstå, hvordan dette er muligt.
Indhold
Strukturen af vingerne på en humlebi sammenlignet med et fly
Der er en hel videnskab – bionik, en videnskab der kombinerer teknologi og biologi. Hun studerer forskellige organismer, og hvad folk selv kan udvinde fra dem.
Folk tager ofte noget fra naturen og studerer det omhyggeligt. Men humlebien hjemsøgte videnskabsmænd i lang tid, eller rettere dens evne til at flyve.
Fysikere har fundet ud af, at flyet flyver på grund af det komplekse design af vingen og den aerodynamiske overflade. Effektivt løft opnås af den afrundede forkant af vingen og den stejle bagkant. Motorens trykkraft er 63300 lbs.
Aerodynamikken i flyvningen af et fly og en humlebi bør være den samme. Forskere har bevist, at ifølge fysikkens love bør humlebier ikke flyve. Det er det dog ikke.
Stor humlebi og dens vinger.
Humlebivinger er i stand til at skabe mere løft, end forskerne forventer. Hvis flyet havde proportionerne som en humlebi, så ville det ikke lette fra jorden. Et insekt kan sammenlignes med en helikopter med fleksible vinger.
Efter at have testet teorien gældende for Boeing 747 med hensyn til humlebier, fandt fysikere ud af, at vingefanget er fra 300 til 400 flaps på 1 sekund. Dette er muligt på grund af sammentrækning og afspænding af mavemusklerne.
De malede mønstre af vingerne under flagrende er årsagen til forskellige aerodynamiske kræfter. De modsiger enhver matematisk teori. Vingerne er ikke i stand til at svinge som en dør på et normalt hængsel. Den øverste del skaber en tynd oval. Vingerne kan vippe med hvert slag, og pege toppen opad ved et nedadgående slag.
Hyppigheden af slag fra store humlebier er mindst 200 gange i sekundet. Den maksimale flyvehastighed når 5 meter i sekundet, hvilket svarer til 18 km i timen.
Optrævler mysteriet om humlebiflugt
For at opklare mysteriet måtte fysikere konstruere modeller af humlebivinger i en forstørret version. Som et resultat af dette etablerede videnskabsmanden Dickinson de grundlæggende mekanismer for insektflugt. De består af en langsom standsning af luftstrømmen, indfangning af en wake-jet, en roterende cirkulær bevægelse.
Vingen skærer gennem luften, hvilket fører til en langsom adskillelse af luftstrømmen. For at blive i flugt har humlebien brug for en hvirvelvind. Hvirvler er roterende strømme af stof, svarende til strømmende vand i en vask.
Når vingen bevæger sig i en lille vinkel, skæres luften foran vingen. Så er der en jævn overgang til 2 strømninger langs vingens nedre og øvre overflade. Opstrømshastigheden er højere. Dette giver løft.
På grund af den første fase af decelerationen øges løft. Dette lettes af en kort strøm - hvirvelen af forkanten af vingen. Som et resultat dannes lavt tryk, hvilket fører til en stigning i løft.
Dermed er det fastslået, at humlebien flyver i et enormt antal hvirvler. Hver af dem er omgivet af luftstrømme og små hvirvelvinde, der er skabt af vingeflabet. Derudover danner vingerne en midlertidig kraftig kraft, der vises i slutningen og i begyndelsen af hvert slag.
Konklusion
Der er mange mysterier i naturen. Evnen til at flyve i humlebier er et fænomen, der er blevet undersøgt af mange videnskabsmænd. Det kan kaldes et naturmirakel. De små vinger skaber så kraftige hvirvelvinde og impulser, at insekterne flyver med høj hastighed.
