Летучие рыбы планируют не хуже птиц

Как хорошо летают летучие рыбы? Этим вопросом задался Хэчхон Чой из Сеульского национального университета (Корея). Измерив аэродинамические силы на высушенных темноперых летучих рыбах в аэродинамической трубе, Чой и Хёнмин Пак обнаружили, что летучие рыбы планируют лучше насекомых и так же хорошо, как птицы. Рыбы также получают аэродинамическое преимущество, планируя близко к поверхности воды, чтобы преодолевать расстояния до 400 метров.

Летучие рыбы могут оставаться в воздухе более 40 секунд, преодолевая до 400 метров на скорости 70 км/ч. Заинтересовавшись этим явлением, Чой и Пак решили выяснить, как эти неожиданные летуны держатся в воздухе. Их исследование было опубликовано 10 сентября 2010 года в The Journal of Experimental Biology.

Эксперимент в аэродинамической трубе:

• После получения 40 темноперых летучих рыб из Восточно-Корейского моря, пять рыб были высушены и подготовлены для тестов: с расправленными плавниками (как в полете) и с прижатыми к телу.
• С помощью 6-осевых датчиков сил на плавниках и изменяя угол атаки тела от 0 до 45 градусов, ученые измерили силы, действующие на рыбу при имитации полета.

Результаты:

• Высокое аэродинамическое качество: Рассчитав соотношение подъемной силы к лобовому сопротивлению (показатель эффективности планирования), ученые обнаружили, что летучие рыбы показывают результат лучше, чем насекомые, и на уровне птиц, таких как буревестники и каролинские утки.
• Стабильность в полете: Рыбы были очень стабильны в режиме планирования. Однако конфигурация с прижатыми плавниками (для плавания) оказалась нестабильной, что необходимо для маневренности в воде.
• Эффект экрана: Эффективность планирования (соотношение подъемной силы к сопротивлению) увеличивалась, когда модель рыбы "летела" ближе к поверхности в аэродинамической трубе. При замене твердой поверхности на резервуар с водой этот показатель возрастал еще сильнее, что объясняет, почему рыбы летают у самой поверхности моря.
• Визуализация потока: С помощью струй дыма ученые увидели, что тандемное расположение большого грудного плавника спереди и меньшего брюшного сзади разгоняет поток воздуха к хвосту, подобно реактивной струе, что дополнительно повышает аэродинамическое качество.

Вывод: Летучие рыбы превосходно приспособлены к жизни в обеих средах. Ученые заинтересованы в создании самолета, использующего аэродинамику экрана по аналогии с технологией летучих рыб.