Учените разкриват мистерията на сгъваемите крила на калинката
Забавен кадър на калинка, сгъваща крилата си Kazuya Saito / Университет на Токио
Учени от университета в Токио успяха да разгадаят тайната на сгъваемите задни крила на калинките, като установиха, че не само вече добре проученото „хидравлично задвижване“ с мрежа от съдове, но и надкрилието с корема са пряко включени в този процес.
Калинките са в състояние да сгънат крилата си компактно под твърдите елитри, когато се движат на краката си, за да ги предпазят от повреда. Когато е необходимо да излети, задните ципести крила се разперват средно за 0,1 секунди. Този механизъм е добре разбран, защото калинките повдигат елитрите си, преди да разперят крилата си.
Мембраните задни крила на бръмбарите под елитрата са сгънати като оригами и са пронизани с мрежа от съдове, пълни с течност. Преди да излети, калинката повдига елитрата и напряга мускулите на третия гръден сегмент, увеличавайки налягането на течността в съдовете на летящите крила. В резултат на това еластичността на съдовете се увеличава и крилото се изправя.
Учените не са успели да видят в детайли процеса на сгъване на крилото преди. Факт е, че след кацане калинката сгъва елитрата и едва след това започва да прибира задните си крила, като активно си помага с корема. Средно на бръмбарите са необходими около две секунди, за да сгънат летящите си крила.
За да проучат процеса на сгъване на крилата, учените са използвали крава със седем петна (Coccinella septempunctata). Тя премахна част от дясната твърда елитра. След това отстранената област беше използвана като инструмент за създаване на негова реплика в UV-втвърдена прозрачна акрилна смола. След това акрилно копие на елитрона беше залепено върху остатъка от елитрона на калинката.
Изследователите направиха бързи снимки на бръмбара и също така изследваха отстранена част от елитрона под микроскоп. Оказа се, че вътрешната страна на елитрона има релеф, съответстващ на модела на съдовете на летящото крило. В допълнение, от вътрешната страна на елитрона има нещо като "велкро" - области, покрити с малки четинки, които държат сгънато крило.
Последователност на сгъване на крилото на калинката
Kazuya Saito / Университет на Токио
След като коремът се отпусне, той се плъзга по долната страна на задните крила. След това калинката отново напряга корема, който, напрягайки се, вдига крилата и ги прибира под елитрона. В същото време прозрачни мембрани между съдовете действат като водачи при сгъване на крилото.
Както отбелязват учените, за разлика от директно оригами, крилата на калинката не се сгъват под остри ъгли, а сякаш се усукват. Благодарение на това вероятно се запазва механичната им здравина. В допълнение, усукването избягва прегъването на съдовете и тяхното припокриване поради деформация.
И така, чрез свиване и отпускане на корема, калинката постига пълно сгъване на задните крила под елитрата. Изследователите смятат, че сгънатите еластични крила започват да действат като вид компресирани пружини. Когато елитрата се повдигне, вътрешната им част престава да се придържа към задните крила и те, като пружини, започват да се изправят. След това процесът на разпръскване се подхваща от "хидравликата".
Част от механизма за сгъване на крилата F/A-18 Super Hornet polepositionimagery.com.au
В момента няма механизми за сгъване и разгъване на крилото, подобни на тези на бръмбарите. Механизмите, използвани на палубните самолети, са наборхидравлични задвижвания и брави. Крилото на палубния самолет на известно разстояние от основата има шарнирно извиване.
Специални помпи, чрез натиск върху хидравличната система, принуждават задвижването на механизма да разгъне или сгъне крилото. В крайни позиции крилото е фиксирано. Сгъваемото крило се използва на самолети, базирани на палубата, за да спести място, така че да могат да бъдат поставени по-компактно в хангари или палубни паркинги.
Василий Сичев
Харесахте ли нашия сайт? Присъединете се или се абонирайте (известията за нови теми ще бъдат изпращани на вашата поща) за нашия канал в Mirtesen!