როგორ დაფრინავს ბუმბერაზი: ბუნების ძალები და აეროდინამიკის კანონები
ფუტკრის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული სახეობაა ბუმბერაზი. ბეწვიანი და ხმაურიანი, მწერს სხეულის პროპორციებთან შედარებით პატარა ფრთები აქვს. აეროდინამიკის კანონების მიხედვით, ასეთი პარამეტრებით მწერის ფრენა უბრალოდ შეუძლებელია. დიდი ხნის განმავლობაში, მეცნიერები აწარმოებდნენ კვლევას იმის გასაგებად, თუ როგორ არის ეს შესაძლებელი.
ინფორმაციის
ბუმბულის ფრთების სტრუქტურა თვითმფრინავთან შედარებით
არსებობს მთელი მეცნიერება – ბიონიკა, მეცნიერება, რომელიც აერთიანებს ტექნოლოგიასა და ბიოლოგიას. ის სწავლობს სხვადასხვა ორგანიზმებს და რისი ამოღება შეუძლიათ მათგან თავისთვის.
ადამიანები ხშირად იღებენ რაღაცას ბუნებიდან და ყურადღებით სწავლობენ. მაგრამ ბუმბერაზი დიდი ხნის განმავლობაში ასვენებდა მეცნიერებს, უფრო სწორად, მისი ფრენის უნარი.
ფიზიკოსებმა დაადგინეს, რომ თვითმფრინავი დაფრინავს ფრთის რთული დიზაინისა და აეროდინამიკური ზედაპირის გამო. ეფექტურ აწევას უზრუნველყოფს ფრთის მომრგვალებული წინა კიდე და ციცაბო უკანა კიდე. ძრავის სიმძლავრე 63300 ფუნტია.
თვითმფრინავისა და ბუმბულის ფრენის აეროდინამიკა ერთნაირი უნდა იყოს. მეცნიერებმა დაამტკიცეს, რომ ფიზიკის კანონების მიხედვით, ბუმბერაზი არ უნდა დაფრინდეს. თუმცა, ეს ასე არ არის.
დიდი ბუმბერაზი და მისი ფრთები.
ბუმბერაზის ფრთებს შეუძლიათ იმაზე მეტი აწევა შექმნან, ვიდრე მეცნიერები მოელიან. თვითმფრინავს ბუმბულის პროპორციები რომ ჰქონოდა, მაშინ ის მიწიდან არ აფრინდებოდა. მწერი შეიძლება შევადაროთ ვერტმფრენს მოქნილი პირებით.
Boeing 747-ისთვის ბუმბერაზებთან მიმართებაში მოქმედი თეორიის გამოცდის შემდეგ, ფიზიკოსებმა დაადგინეს, რომ ფრთების სიგრძე 300 წამში 400-დან 1-მდეა. ეს შესაძლებელია მუცლის კუნთების შეკუმშვისა და მოდუნების გამო.
ფრთების დახატული ნიმუშები აბრტყელების დროს არის სხვადასხვა აეროდინამიკური ძალების მიზეზი. ისინი ეწინააღმდეგებიან ნებისმიერ მათემატიკურ თეორიას. ფრთებს არ შეუძლიათ რხევა, როგორც კარები ჩვეულებრივ საკიდზე. ზედა ნაწილი ქმნის თხელ ოვალს. ფრთები შეიძლება გადატრიალდეს ყოველი მოსმით, ზევით მიმართული დაღმავალი დარტყმით.
დიდი ბუმბერაზების ინსულტის სიხშირე წამში 200-ჯერ მაინც არის. ფრენის მაქსიმალური სიჩქარე წამში 5 მეტრს აღწევს, რაც უდრის 18 კმ/სთ-ს.
ბუმბულის ფრენის საიდუმლოს ამოხსნა
საიდუმლოს ამოსახსნელად ფიზიკოსებს მოუწიათ ბუმბერაზის ფრთების მოდელები გაფართოებული ვერსიით აეშენებინათ. ამის შედეგად მეცნიერმა დიკინსონმა დაადგინა მწერების ფრენის ძირითადი მექანიზმები. ისინი შედგება ჰაერის ნაკადის ნელი გაჩერებისგან, მაღვიძარას დაჭერისგან, ბრუნვითი წრიული მოძრაობისგან.
ფრთა ჭრის ჰაერს, რაც იწვევს ჰაერის ნაკადის ნელ გამოყოფას. ფრენაში დარჩენისთვის ბუმბერაზი სჭირდება ქარიშხალი. მორევები არის მატერიის მბრუნავი ნაკადები, ნიჟარაში გადინებული წყლის მსგავსი.
როდესაც ფრთა მოძრაობს მცირე კუთხით, ჰაერი იჭრება ფრთის წინ. შემდეგ ხდება გლუვი გადასვლა 2 ნაკადად ფრთის ქვედა და ზედა ზედაპირების გასწვრივ. ზემოთ სიჩქარე უფრო მაღალია. ეს წარმოქმნის აწევას.
შენელების პირველი ეტაპის გამო, ლიფტი იზრდება. ამას ხელს უწყობს მოკლე ნაკადი - ფრთის წინა კიდის მორევი. შედეგად წარმოიქმნება დაბალი წნევა, რაც იწვევს აწევის ზრდას.
ამრიგად, დადგინდა, რომ ბუმბერაზი დაფრინავს დიდი რაოდენობით მორევებში. თითოეულ მათგანს აკრავს ჰაერის ნაკადები და ფრთების ქნევის შედეგად წარმოქმნილი პატარა გრიგალები. გარდა ამისა, ფრთები ქმნიან დროებით ძლიერ ძალას, რომელიც ჩნდება ყოველი დარტყმის ბოლოს და დასაწყისში.
დასკვნა
ბუნებაში ბევრი საიდუმლოა. ბუმბერაზებში ფრენის უნარი არის ფენომენი, რომელიც ბევრმა მეცნიერმა შეისწავლა. მას შეიძლება ეწოდოს ბუნების სასწაული. პატარა ფრთები ქმნიან ისეთ ძლიერ გრიგალს და იმპულსებს, რომ მწერები დიდი სიჩქარით დაფრინავენ.
