ผึ้งบินอย่างไร: พลังแห่งธรรมชาติและกฎของอากาศพลศาสตร์
ผึ้งชนิดหนึ่งที่พบมากที่สุดคือผึ้งบัมเบิลบี แมลงขนปุยและมีเสียงดังมีปีกเล็กเมื่อเทียบกับสัดส่วนลำตัว ตามกฎของอากาศพลศาสตร์ การบินของแมลงด้วยพารามิเตอร์ดังกล่าวนั้นเป็นไปไม่ได้เลย นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวิจัยมาเป็นเวลานานเพื่อทำความเข้าใจว่าสิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไร
Содержание
โครงสร้างของปีกของผึ้งบัมเบิลบีเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องบิน
มีวิทยาศาสตร์ทั้งหมด - ไบโอนิคซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์ที่ผสมผสานเทคโนโลยีและชีววิทยาเข้าด้วยกัน เธอศึกษาสิ่งมีชีวิตต่างๆ และสิ่งที่ผู้คนสามารถเรียนรู้จากสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น
ผู้คนมักนำบางสิ่งบางอย่างจากธรรมชาติมาศึกษาอย่างรอบคอบ แต่ผึ้งบัมเบิลบีหลอกหลอนนักวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานานหรือค่อนข้างสามารถบินได้
นักฟิสิกส์ได้พิสูจน์แล้วว่าเครื่องบินบินได้เนื่องจากมีการออกแบบปีกที่ซับซ้อนและพื้นผิวตามหลักอากาศพลศาสตร์ การยกที่มีประสิทธิภาพทำได้โดยขอบนำที่โค้งมนของปีกและขอบท้ายที่สูงชัน อัตราแรงขับของเครื่องยนต์อยู่ที่ 63300 ปอนด์
อากาศพลศาสตร์ของการบินของเครื่องบินและแมลงภู่ควรจะเหมือนกัน นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าตามกฎของฟิสิกส์ ผึ้งไม่ควรบิน อย่างไรก็ตามมันไม่ใช่
แมลงภู่ตัวใหญ่และปีกของมัน
ปีกบัมเบิลบีสามารถสร้างแรงยกได้มากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คาดไว้ หากเครื่องบินมีสัดส่วนเท่ากับผึ้งบัมเบิลบี มันคงไม่หลุดออกจากพื้น แมลงสามารถเปรียบได้กับเฮลิคอปเตอร์ที่มีใบมีดที่ยืดหยุ่นได้
หลังจากทดสอบทฤษฎีที่ใช้กับเครื่องบินโบอิ้ง 747 ที่เกี่ยวข้องกับผึ้งบัมเบิลบี นักฟิสิกส์พบว่าปีกนกมีความถี่ตั้งแต่ 300 ถึง 400 ครั้งต่อวินาที สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากการหดตัวและผ่อนคลายของกล้ามเนื้อหน้าท้อง
ลวดลายของปีกที่กระพือปีกเป็นสาเหตุของแรงแอโรไดนามิกต่างๆ พวกเขาขัดแย้งกับทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ใดๆ ปีกไม่สามารถแกว่งได้เหมือนประตูบนบานพับปกติ ส่วนบนสร้างวงรีบางๆ ปีกสามารถพลิกได้ด้วยแผ่นพับแต่ละแผ่น โดยชี้ส่วนบนขึ้นด้านบนระหว่างแผ่นพับด้านล่าง
ความถี่ในการกระพือของผึ้งบัมเบิลบีขนาดใหญ่คืออย่างน้อย 200 ครั้งต่อวินาที ความเร็วการบินสูงสุดถึง 5 เมตรต่อวินาทีซึ่งเท่ากับ 18 กม. ต่อชั่วโมง
ไขปริศนาการบินของผึ้งบัมเบิลบี
เพื่อไขปริศนานี้ นักฟิสิกส์ต้องสร้างแบบจำลองปีกบัมเบิลบีที่ขยายใหญ่ขึ้น ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์ดิกคินสันจึงได้สร้างกลไกพื้นฐานของการบินของแมลง ประกอบด้วยการหยุดการไหลของอากาศที่ช้า การกักตัวไอพ่นร่วม และการเคลื่อนที่แบบวงกลม
ปีกตัดผ่านอากาศ ซึ่งทำให้การไหลเวียนของอากาศช้าลง ในการที่จะบินต่อไปได้ บัมเบิลบีจำเป็นต้องมีกระแสน้ำวน กระแสน้ำวนคือการไหลของสสารที่หมุนวน คล้ายกับน้ำที่ไหลในอ่างล้างจาน
เมื่อปีกขยับเป็นมุมเล็กน้อย อากาศจะถูกตัดที่ด้านหน้าปีก จากนั้นจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นเป็น 2 ลำธารที่อยู่ตามพื้นผิวด้านล่างและด้านบนของปีก ความเร็วของการไหลบนจะมากขึ้น สิ่งนี้ทำให้เกิดลิฟต์
เนื่องจากการชะลอตัวในระยะแรก แรงยกจึงเพิ่มขึ้น สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยการไหลสั้น ๆ - กระแสน้ำวนของขอบนำของปีก เป็นผลให้เกิดแรงดันต่ำซึ่งนำไปสู่การยกเพิ่มขึ้น
ดังนั้นจึงเป็นที่ยอมรับกันว่าผึ้งบัมเบิลบีบินอยู่ในกระแสน้ำวนจำนวนมาก แต่ละแห่งถูกล้อมรอบด้วยกระแสลมและกระแสน้ำวนขนาดเล็กที่เกิดจากการกระพือปีก นอกจากนี้ ปีกยังสร้างพลังอันทรงพลังชั่วคราวซึ่งจะปรากฏที่ส่วนท้ายและตอนต้นของแผ่นพับแต่ละแผ่น
ข้อสรุป
มีความลึกลับมากมายในธรรมชาติ ความสามารถในการบินในแมลงภู่เป็นปรากฏการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนศึกษา เรียกได้ว่าเป็นปาฏิหาริย์แห่งธรรมชาติเลยก็ว่าได้ ปีกขนาดเล็กสร้างกระแสน้ำวนและแรงกระตุ้นที่ทรงพลังจนแมลงบินด้วยความเร็วสูง
