Галки экономят энергию, махая крыльями
Впервые исследователи обнаружили, что птицы, активно летающие и машущие крыльями, экономят энергию. Биологи из Лундского университета в Швеции показали, что галки минимизируют потребление энергии при взлёте и полёте, потому что перья на кончиках их крыльев создают несколько небольших вихрей вместо одного большого. Это открытие потенциально может быть применено в авиационной промышленности.
Ранее множественные концевые вихри на крыльях связывали только с крупными планирующими птицами, такими как орлы, грифы и аисты. Теперь биологи Андерс Хеденстрём, Кристоффер Йоханссон и Марко Кляйн Хиренбринк с факультета естественных наук Лундского университета обнаружили то же явление у галек, которые машут крыльями при взлёте и полёте.
Эксперименты проводились в аэродинамической трубе на биологическом факультете в Лунде. Галка взлетала и летела сквозь тонкую дымку, отражающую лазерный свет, который фиксировали продвинутые камеры. Используя множественные изображения с нескольких камер, исследователи смогли построить трёхмерные модели воздушного потока вокруг кончиков крыльев галки.
"Перья на кончиках крыльев можно сравнить с растопыренными пальцами руки. Кончик крыла генерирует несколько небольших воздушных вихрей вместо одного большого, как у самолёта с прямоугольными или эллиптическими законцовками крыла. Для взлёта, когда генерируется только один большой концевой вихрь, требуется больше энергии и это дороже", — говорит Андерс Хеденстрём, профессор теоретической экологии.
По мнению исследователей, их успех в доказательстве того, что не только крупные планирующие птицы генерируют несколько небольших вихрей вокруг каждого кончика крыла, может означать, что расщеплённые перья на концах крыльев изначально эволюционировали, чтобы сделать активный машущий полёт более эффективным.
Авиационная промышленность осознала, что можно сэкономить деньги, уменьшая силу концевого вихря. Некоторые самолёты уже сконструированы с загнутыми вверх законцовками крыльев. Это снижает силу вихря и, следовательно, расход топлива.
Андерс Хеденстрём считает, что его открытие и открытие его коллег также может быть значимым для проектирования будущих дронов.
"Мы потенциально могли бы построить более эффективные дроны для полёта с активными взмахами крыльев. В течение десяти лет мы могли бы увидеть дроны, имеющие морфологию галки", — говорит он.
Результаты исследования опубликованы в статье в журнале Journal of The Royal Society Interface.