Летающие змеи: необычное сечение тела работает как аэродинамический профиль
Некоторые змеи из Юго-Восточной Азии (род Chrysopelea) способны планировать с деревьев на расстояние до 30 метров. Учёные под руководством Джейка Сочи из Виргинского политехнического университета исследовали, как этим рептилиям удаётся оставаться в воздухе.
Ключевой механизм: Змеи меняют форму тела при прыжке, растягивая рёбра и уплощая туловище. В сечении оно превращается из круга в изогнутый полукруг, напоминающий "версию НЛО".
Эксперимент: Для изучения аэродинамических сил команда создала с помощью 3D-принтера стержень с таким же "НЛО-образным" сечением, как у змеи. Модель помещали в поток воды в специальном резервуаре, имитируя условия полета в воздухе.
Результаты:
- При большинстве углов атаки (от –10 до 60°) эта необычная форма генерировала достаточную подъёмную силу для объяснения планирования.
- При угле в 35° наблюдался резкий скачок подъёмной силы на более высоких скоростях потока.
- Когда модель располагалась горизонтально (угол 0°), поток, наоборот, толкал её вниз. Визуализация потока показала наличие вращающегося вихря под моделью, который "засасывал" её вниз.
Выводы и дальнейшие задачи:
- Тело змеи работает как аэродинамический профиль, создавая подъёмную силу.
- Змея может использовать горизонтальное положение части тела для управления полётом, тонко настраивая аэродинамические силы.
- Оценки показывают, что реальные змеи планируют лучше, чем предсказывает модель, основанная только на форме сечения. Это указывает, что важную роль играет и динамика движений ("S-образное извивание") в воздухе, что станет предметом дальнейших исследований.
Исследование опубликовано в The Journal of Experimental Biology.