Причудливый, колышущийся полет бабочек, возможно, не производит впечатления лучших аэродинамических характеристик, но исследования, опубликованные в среду, предполагают, что их большие гибкие крылья могут быть идеально спроектированы, чтобы дать им взрыв реактивного движения.

Ученые из Лундского университета в Швеции решили проверить давнюю теорию о том, что насекомые "хлопают" крыльями друг о друга, выдавливая воздух между ними с такой силой, что он толкает их вперед.

В своем аэродинамическом анализе свободно летающих бабочек, опубликованном в журнале Interface, они показали, что функция clap действительно генерирует струю воздушного движения.

Но они также обнаружили, что бабочки выполняют это движение "гораздо более продвинутым способом, чем мы когда-либо предполагали", сказал соавтор Пер Хеннингссон, профессор кафедры биологии Лундского университета.

В тот момент, когда крылья бились вместе, они "были не просто двумя плоскими поверхностями, хлопающими друг о друга", сказал он AFP.

Вместо этого они образуют "карманную" форму, которая, как полагают, задерживает больше воздуха.

Когда исследователи воссоздали это с помощью механических крыльев, они обнаружили, что те с гибкостью бабочки, которые образуют этот карман в момент удара, были на 22 процента эффективнее по количеству создаваемой силы и на 28 процентов эффективнее по количеству используемой энергии по сравнению с жесткими крыльями.

Команда предположила, что их результаты могут быть использованы для беспилотных летательных аппаратов, использующих хлопающие крыловые двигатели.

Уклонение от хищника

Хеннингссон сказал, что "резкое улучшение" производительности стало неожиданностью.

"Это тот тип открытий, который является самым захватывающим для ученого—те, которые вы действительно не ожидали", - сказал он.

Крылья бабочки, "хотя традиционно считающиеся аэродинамически неэффективными", могут быть особенно хороши в формировании этой карманной формы, добавил он, предполагая, что они, возможно, эволюционировали из хлопающего двигателя как способ уклониться от хищников, которые могли бы заметить их при взлете.

"Чтобы свести к минимуму риск захвата, бабочки обычно взлетают очень быстро и внезапно, и многие из них летают беспорядочно и непредсказуемо", - сказал он.

"Если действительно хлопок значительно улучшается чашевидной формой крыльев, это позволит бабочке взлететь быстрее и избежать лучшего захвата, и, следовательно, вы можете представить себе сильное избирательное давление на эту особенность."

Исследование показало, что другие существа—такие как рыбы или лягушки—также могли развить хлопающие движения, используя сложенные чашечкой крылья, плавники или ноги.

Хеннингссон сказал, что хотя теория хлопков крыльев существует с 1970-х годов, исследования полета бабочек часто основывались на привязанных бабочках или использовали моделирование.

Но усовершенствование технологии измерения потока означало, что авторы смогли наблюдать за существами в естественном полете.

ИСТОЧНИК