Rambler's Top100


logo














 

Новости, интересные
факты герпетологии
и террариумистики

Что позволяет "летучим змеям" так хорошо планировать в воздухе?

    Они ползут, они шипят, они... летают? Несмотря на отсутствие крыльев, некоторые змеи могут планировать над землей на расстояние до 30 метров. Спрыгивая с ветки дерева, такая змея "разворачивает" свои ребра таким образом, что ее тело становится приплюснутым, и извивается. Исследование профессора Университета Джорджа Вашингтона проливает свет на механизм этого "полета", а также на то, может ли он найти применение в технической сфере.

Chrysopelea paradisi

Лорена Барба, доцент инженерной механики и авиакосмической техники в Университете Джорджа Вашингтона, и группа ее помощников построили компьютерную модель с использованием одной из новейших вычислительных технологий – графических модулей обработки (GPU) – и применили к ней алгоритмы аэродинамического моделирования для изучения характеристик полета летучих змей.
Исследование, озаглавленное "Lift and Wakes of Flying Snakes" и проведенное в Бостонском университете, опубликовано в журнале "Physics of Fluids". Это первая работа, посвященная компьютерному изучению механизма "полета" змеи.
"С помощью компьютерной симуляции можно подробно рассмотреть, что происходит, когда воздух обтекает движущийся объект, – говорит Барба. – Мы решили воспользоваться этим инструментом, чтобы попытаться воспроизвести движение змеи в воздухе и изучить сопутствующие ему эффекты".
Способность планирования присуща трем видам змей рода Chrysopelea (украшенные древесные змеи, они же "летучие змеи"). Один из них – Chrysopelea paradisi – может даже поворачиваться в воздухе. Такую форму полета выработали в процессе эволюции не менее 30 отдельных групп животных, но летучие змеи единственные среди них не имеют специальных приспособлений для полета и используют один и тот же способ передвижения и на земле, и в воде, и в воздухе.
Соавтор доктора Барбы, Джейк Соча, доцент Политехнического университета Виргинии, много лет изучает и фиксирует на пленку движения летучих змей, запуская их с подъемных механизмов в их естественной среде обитания. Его научная группа также создала физические модели и испытала их в аэродинамической трубе. Ученые предполагали, что аэродинамический подъем тела змеи будет возрастать по мере увеличения угла атаки (это угол между профилем и траекторией полета), а затем резко уменьшится после потери скорости. Однако на самом деле они наблюдали повышение высоты при угле атаки до 30 градусов, резкий подъем при угле 35 градусов, а затем постепенное снижение. Это говорит о том, утверждает Барба, что змеи используют механизм "увеличения подъемной силы" для получения дополнительного толчка вверх.
Получив эти данные, Барба с коллегами решили смоделировать 2D-модель поперечного среза змеи с помощью методов вычислительной газодинамики и графических ускорителей. Ученые наблюдали тот же эффект увеличения подъемной силы и смогли измерить и визуализировать воздушное вращение и аэродинамическое сопротивление. Компьютерная модель действует как "виртуальный микроскоп" для гидроаэромеханики, позволяя исследователям подробно рассмотреть каждую деталь и понять, как именно происходит завихрение воздушных потоков вокруг тела змеи.
Хотя доктору Барбе и ее коллегам удалось собрать данные об аэродинамических характеристиках движения летучих змей, они смогли изучить только поперечный срез тела змеи, функционирующий подобно своеобразному крылу. Далее ученые надеются построить 3D-модель змеи, чтобы выяснить, как и почему змея извивается в воздухе во время полета.
Более подробная информация об этом явлении поможет найти решения некоторых прикладных задач, например, определить идеальные характеристики воздушного потока для ветряной турбины малой мощности.

Перевод – Марина Борисова.

Источник: Science Daily

19 июня 2014 г.


Наверх   На Главную страницу

Rambler's Top100      Рейтинг@Mail.ru     

Аквариум. Современная Аквариумистика.
Правообладатель: Живая Вода®   Любые способы полного или частичного копирования и публикации данного текста и иллюстраций без письменного разрешения администрации интернет-ресурса vitawater.ru запрещены.

   © Живая Вода, 2001-2016 гг.   @webmaster

Реклама