Как насекомите летят за наука
Малките животни практикуват полет, но не като птици. А крилата им описват тип движение, което зависи от размера на насекомото.
Движенията на крилата на относително големи насекоми, като нахранващи мухи, се различават от тези на по-малко видимите насекоми, като малки комари.
Пролетта приключва и градините се оживяват от въздушните балети на фуражни насекоми, но понякога и от хитри маневри на нежелани комари. Наблюдението на полета на насекомите винаги поражда удивление: излитане в обратен полет, кацане на гърба на лист, витане или висш пилотаж от всякакъв вид ... Неповторимите им въздушни показатели отдавна остават необясними, поради малкия им размер (и отказа им сътруднича…). Необходимо е разработването на образни и изчислителни техники, за да се разбере постепенно как насекомите летят. Изненада: множество механизми допринасят за тяхното препитание и за един и същи вид насекомо движението на крилата им варира в зависимост от размера на вида.
В хеликоптер режим ?
За да летят, насекомите се нуждаят от сила, която да компенсира теглото си и тласък, за да се придвижат напред. Тъй като нямат витла или реактори, те създават тези сили, като пляскат с крила напред-назад: те са по-скоро като хеликоптер, с подвижни лопатки (крила), отколкото самолет.
Можем да се опитаме да изчислим аеродинамичната сила, действаща върху крило на насекомо, както бихме направили за крило на самолет, леко наклонено от хоризонталата. Той е пропорционален на квадрата на скоростта (тук на крилото, движещо се във неподвижен въздух) и се разпада на сила, противоположна на скоростта, плъзгане и друг перпендикуляр, повдигане. За да може компенсаторът да компенсира тежестта, ъгълът между равнината на крилото и посоката на движение трябва да бъде винаги в една и съща посока, което предполага, че крилото променя наклона си, когато изместването му променя посоката (отпред назад или обратното): тези бързи завъртания на крилото, които всъщност виждаме при насекомите, се наричат "супинация" и "пронация".
В повечето случаи при насекомите крилата извършват движение напред-назад, с наклон, който се накланя доста рязко, когато това движение промени посоката („супинация“, когато крилото се обърне напред, „пронация, когато тя се обърне назад). Движението на крилата се извършва приблизително в равнина за големи насекоми с размер на пчела. За значително по-малки насекоми (вдясно) силите на повдигане поради въздушните вихри, създадени от крилата в тази конфигурация, са недостатъчни. По време на фазата на връщане тези насекоми проектират крилата надолу, което води до почти вертикално съпротивление и по този начин допринася за повдигането.
Освен това, тъй като теглото се увеличава с обема на насекомото и повдигането като площта на крилата, можем да изчислим, че скоростта на транслация на крилата се увеличава с квадратния корен от характерния размер на насекомото че честотата на ударите, която отразява съотношението скорост/размер, варира като обратната на този квадратен корен.
Този резултат върви в правилната посока: в ухото можем ясно да различим малки насекоми, като комари или мушици, от по-големи, като медоносни пчели, тъй като първите махат с крила с по-висока честота, поради което издават по-високи звуци, до 1 килохерц. И накрая, разбираме, че ако насекомото променя наклона на крилото си навън и връщането, то може да модифицира стойностите на влаченето навън и да се върне, така че вместо да се компенсира и да позволи зависване, цикълът е осреднен осигурява напред (или назад) тяга. И нарушавайки симетрията на движенията на крилата от двете страни на тялото, то може да се обърне наляво или надясно.