Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Страницы: Пред. 1 2
RSS
Адаптивное крыло летучей мыши
Скелет крыла летучей мыши состоит из сильно удлиненных костей предплечья и пальцев, поддерживающих и натягивающих тонкую эластичную перепонку крыла. Перепонка продолжается до задних конечностей, которые несколько меньше, чем у наземных млекопитающих аналогичного размера. Кожная летательная перепонка натянута между вторым-пятым пальцами передних конечностей, предплечьем, плечом, боками тела, задними конечностями и хвостом. Короткий первый палец передних конечностей имеет коготь. Многие летучие мыши имеют также хвостовую перепонку между задними конечностями. Уникальная кость, называемая шпорой, отходит от пятки и поддерживает заднюю кромку перепонки. Совершая движения пальцами, руками, ногами и шпорами, летучие мыши могут управлять своими крыльями бесчисленным количеством способов, что делает их превосходными летунами.
Вопреки распространённому мнению рукокрылые могут взлетать не только с высоко расположенных пунктов (потолка пещеры, ствола дерева), но и с ровной земли и даже с водной поверхности. В этом случае взлёт начинается с прыжка вверх, происходящего в результате сильного порывистого движения передних конечностей.
Худшие летуны — крыланы и примитивные кожаны: их крылья широкие, с почти округлёнными концами, а плечевой сустав одинарный. У остальных видов возникает вторая суставная поверхность, на которую опирается особый вырост плечевой кости. У лучших летунов — бульдоговых летучих мышей — крылья длинные, серпообразные изогнутые.
Мускулатура крыла летучих мышей расположена иначе, чем у птиц. У птиц крыло поднимает подключичная мышца, а опускает — большая грудная; обе мышцы прикреплены к грудине. У летучих мышей крыло поднимают несколько мелких мышц, а опускают три мускула; из них только грудной мускул прикрепляется к грудине. Теплоотдача с относительно большой поверхности крыльев сокращается тем, что её температура из-за слабого кровоснабжения примерно на 7—9 °C ниже температуры тела.
Активно-гибкие перепончатые крылья могут работать и в режиме реактивного движителя (подобно тому, как это делают кальмары в воде или даже в полёте над поверхностью океана). Реактивный режим (когда узкие струи  воздуха из складок перепонки выбрасываются далеко) может быть выгоден на взлёте и при манёврах на малой скорости полёта.

Сосуды перепонки могут работать и как противоточный теплообменник, регенерирующий тепло циркулирующей крови, а кожное дыхание развирой кожной  поверности в некоторой степени помогает лёгочному дыханию.
Изменено: Степпи - 26.05.2012 16:07:30
Итальянцы обращаются за помощью В БОРЬБЕ С МОСКИТАМИ  к одному из самых недооцененных видов животных – к летучим мышам. Последние должны помочь в борьбе с нашествием москитов в стране.
Коробки с гнездами летучих мышей исчезают с полок итальянских магазинов в считанные дни. По словам сотрудника Музея естественной истории Флоренции Паоло Агнелли, одна летучая мышь может поймать за ночь около 10 000 насекомых, из которых примерно 2000 будут москиты.
Он также отметил, что благодаря летучим мышам люди смогут отказаться от токсичных средств, наносящих вред здоровью и убивающих безобидных бабочек и пчел.
Власти города Модена надеются, что ночные создания помогут преодолеть нашествие желтолихорадочных комаров, которые уже заразили сотни людей опасной лихорадкой «чикунгунья».
Летучие мыши это живые гравиталёты, потому что согласно законам аэродинамики они не могут летать. Это связано с тем, что перепонки летучей мыши, не имеют необходимого профиля для того, чтобы создавать подъёмную силу. Тогда для чего летучая мышь машет крыльями? Оказывается это ей нужно, чтобы создавать силу тяги. При этом перепонки в полёте работают как веер. Сама же летучая мышь умеет создавать себе в полёте постоянное состояние невесомости. Это осуществляется посредством биорезонансных взаимодействий со всеми летучими мышами и птицами на Земле. Причём резонансные взаимодействия, при которых отсутствует внутреннее трение, происходят без затухания колебательных движений при обеспечении взаимосвязи с непосредственным участием электромагнитных волн. Конечно же, следует иметь в виду, что летучая мышь имеет своё биополе и её кровообращение регулируется электромагнитными полями. Изначально, летучая мышь создаёт себе состояние невесомости, падая вниз головой, и затем выравнивает полёт, используя для этого силу тяги, создаваемую колебательными маховыми движениями перепонок, которые работают так же как антенны. Сами летучие мыши испускают ультразвуковые волны и улавливают отраженный от предметов сигнал, составляя картину окружающего мира. При этом их называют хироптерофобиями или рукокрылыми. Для них характерны: бесшумный стремительный полет, молниеносные виражи и развороты в воздухе, феноменальная способность избегать препятствий, весьма отталкивающая мордочка с кожистыми наростами, ночной образ жизни — все это как-то не увязывается в милый образ безобидной зверюшки. Удивительно, насколько стойки древние антипатии людей к рукокрылым существам, которые в принципе ничего плохого человеку не сделали, а наоборот — приносили и приносят пользу. Самым интересным является то, что именно рукокрылые максимально приспособлены для использования биорезонансных взаимодействий со всей живой природой Земли, которые обеспечивают возможность их фигурного полёта. Такое обсуждение полёта летучих мышей оказалось возможным после открытия резонанса как природы гравитации в виде ответа на главный вопрос физики.
«По представлениям пятилетней давности насекомые просто не могли летать, если следовать законам аэродинамики», — рассказывает Эллингтон. Самый скрупулезный анализ полёта насекомых позволяет отыскать лишь от половины до трети необходимой им подъемной силы. Так же невозможно понять, как парят небольшие птицы и летучие мыши. Мало того, насекомые часто могут летать взад-вперед, зависать на одном месте и выполнять маневры, недоступные самым современным реактивным самолетам. Вот так-то, царь природы!

Проблема вот в чём: обычная аэродинамика, используемая при расчетах самолётов и вертолётов, полагается на устойчивые ситуации — движение жесткого крыла с постоянной скоростью или вращение пропеллера. У живых же существ это замысловатые трехмерные перемещения. Тем не менее до недавних пор ученые сомневались в том, что именно такие сложные движения обеспечивают неожиданно большие подъемные силы. «Начиная с пятидесятых годов, мы наблюдаем за насекомыми, держа в голове неверную картинку», — подчеркивает Эллингтон.

Есть очевидные различия между насекомыми и самолётами: первые очень маленькие, вторые — в тысячи раз больше. Для крошечного масштаба насекомых резко возрастает значимость вязкости воздуха, так что они летят сквозь него, как мы плыли бы в медовом бассейне. Именно по этой причине здесь не работают подъёмные силы, рассчитанные для классических форм самолетов, и насекомые «вынуждены» прибегать к другим формам и движениям крыльев.

Кейджи Кавачи из университета Токио изучал аэродинамические свойства крошечных крыльев в рамках проекта «Миллибиофлайт». Он обнаружил, что для средних и больших бабочек с крыльями от пяти до десяти сантиметров можно имитировать возникновение подъемной силы слегка изогнутыми металлическими плоскостями. А вот для меньших насекомых даже самые тоненькие, но сплошные крылья получаются слишком громоздкими. У крошечной мушки с размахом крыльев один-два миллиметра они имеют вид волосатых перышек, и тем не менее прекрасно действуют.

«Боинг-747» или большая бабочка летают потому, что при быстром движении над крылом создается разреженный воздух с низким давлением — это-то и порождает подъемную силу. В обычных самолетах этого достигают благодаря изгибу крыльев и углу атаки. У насекомых же возникает сила в два-три раза больше. Единственная возможность разобраться в этом — найти другой способ создания пониженного давления над крылом. Кое-какие намеки можно найти, пуская бумажных голубей. Помните, как перед самой посадкой они вдруг взмывают вверх, будто получив дополнительный толчок? Это явление называется «задержанной остановкой» и происходит, когда крылья с резкими гранями идут сквозь воздух с большим углом атаки.

В этом случае воздух отрывается от поверхности и образуются завихрения. Такие «водовороты» группируются у передней кромки крыла и создают дополнительное разрежение, которое приводит к избыточной подъемной силе. Именно «водовороты переднего края» (ВПК) и сообщают бумажному голубю импульс перед самой посадкой.

Но этот эффект очень кратковременный: ВПК быстро становятся нестабильными и слетают с поверхности крыла. И все же, по мнению Эллингтона, как раз он может играть важную роль в полете насекомого. Следующая проблема — понять, как ВПК могут постоянно создаваться во время движения.
Устройство крыла летучих мышей сильно отличается от крыла птиц, у которых основная несущая плоскость - маховые перья, крепятся к костям предплечья. Жесткость птичьего крыла обеспечивается упругими стержнями маховых перьев. У летучих мышей удлиненные передние конечности и пальцы служат ребрами жесткости, а натянутая на них перепонка образует несущую поверхность крыльев. Перепонкой покрыты все пальцы, за исключением больших, которые значительно короче остальных четырех и, как обычные пальцы млекопитающих, имеют острые коготки. Впрочем, у многих видов крыланов когтями снабжен еще и «указательный» палец. Сзади перепонки прикрепляются к «ногам» рукокрылых, оставляя при этом свободными фаланги пальцев. Задние конечности соединены межбедренной перепонкой. Размеры и строение ее у разных семейств рукокрылых различны и могут служить систематическим признаком.
Крылья летучих мышей в полете испытывают значительные нагрузки, величина которых зависит от размеров тела зверька, относительной площади крыльев и ско-рости полета. С увеличением размеров животных и скорости их передвижения возрастает и нагрузка на крылья.
Скорость полета связана с формой крыла. Относительно высокие скорости, а вместе с тем и удлиненные крылья характерны для крупных насекомоядных, крупных и средних плодоядных, для рыбоядных рукокрылых. Эти виды летают на далекие расстояния или охотятся за насекомыми высоко над пологом леса. Совершенно противоположное наблюдается у летучих мышей, приспособившихся к полету в лесу, где большую скорость развить невозможно, да и дальние перелеты совершать нелегко. Это зверьки в основном мелкие, питающиеся насекомыми или растительной пищей.
Таким образом, потенциальная способность летучих мышей к полетам с той или иной скоростью может служить показателем приспособленности вида к питанию на участках с различным количеством препятствий для полета. Быстролетные виды охотятся обычно в открытых пространствах, а виды с медленным полетом - в пространствах ограниченных. Но если быстролеты не могут пользоваться правом охоты во владениях «медлительных», то последние, напротив, имеют возможность добывать себе хлеб насущный в тех местах, где хозяйничают их стремительные сородичи. Поэтому им порой бывает легче прожить: если не хватает пищи у себя, летят к соседям в открытые ландшафты.
Наибольшая изменчивость формы крыла характерна для подотряда кожанов и особенно для тех его представителей, которые питаются насекомыми. Ученые установили: чем уже и острее крыло, тем быстрее полет животного. Степень «узкокрылости» у летучих мышей, которая определяется путем расчетов по специальной формуле, находится почти в прямой зависимости от скорости их передвижения в воздухе.
В зависимости от сложившейся обстановки летучей мыши в полете часто приходится регулировать скорость. Это достигается благодаря изменению частоты взмахов крыльев или изменением характера полета.
Изучая способы передвижения летучих мышей в воздухе, А. П. Кузякин пришел к выводу, что можно выделить три основных типа полета. Самым обычным для рукокрылых является так называемый гребной полет. В этом случае движения крыла зверька сходны с движениями крыла птицы и напоминают чередование взмахов лодочных весел. Сначала крыло опускается вперед и вниз, а потом поднимается назад и вверх. Особую форму гребного полета представляет порхающий или трепещущий полет. Зверек при этом держится в воздухе на одном месте или перемещается по вертикали.
К порхающему полету хорошо приспособлены рукокрылые, питающиеся пыльцой и нектаром. Среди представителей нашей фауны летучих мышей техникой порхающего полета прекрасно владеют ушаны. Благодаря этому они часто отыскивают и ловят насекомых, сидящих на ветках и листьях деревьев.
Летучие мыши, как и птицы, способны к планирующему полету. Правда, они не могут парить подобно птицам в потоках восходящего воздуха. Планирующий полет у рукокрылых - это, скорее, пассивное скольжение по воздуху, сходное с тем, которое совершают белки-летяги во время прыжков. Для того чтобы спланировать, животному вначале необходимо приобрести некоторую скорость. Если летяги набирают эту скорость, отталкиваясь лапами от веток, то летучая мышь - в гребном полете. Сочетание планирующего полета с активным движением позволяет рукокрылым более экономно расходовать свои силы. При этом зверьки часто применяют скольжение по воздуху даже в ответственные моменты лова насекомых. Рыжая вечерница, например, в погоне за майским жуком, пикируя, может пролететь несколько десятков метров, а затем, ухватив добычу и используя приобретенную во время падения большую скорость, взлететь вверх.
У птиц по сравнению с летучими мышами есть в полете одно преимущество - они могут в довольно значительных пределах изменять длину и площадь крыльев, что очень удобно при пролетах на разных скоростях. Рукокрылые же почти лишены такой возможности. Это обусловлено тем, что кистевой отдел крыла летучих мышей не может подгибаться без ослабления натяжения всей перепонки.
Эта особенность крайне затрудняет планирование летучих мышей на больших скоростях. Зато рукокрылые в отличие от птиц могут свободно менять очертание профиля крыла. А такая способность незаменима при вертком маневренном полете. А. П. Кузякин укреплял легкие деревянные распорки между предплечьем и пальцами на крыльях рыжей вечерницы таким образом, что зверьки не могли регулировать профиль своего крыла. На скорости полета введение «дополнительных деталей» почти не отразилось, но животные предпочитали держаться на одной высоте и не делать резких поворотов.
Наблюдая летними вечерами за полетом летучих мышей, прежде всего поражаешься той ловкости и быстроте, с какой они искусно меняют направление своего движения. Одно мгновение необходимо зверьку, чтобы круто развернуться, взмыть вверх или войти в глубокое пике. Какие же механизмы используют они для управления полетом? Оказывается, в основном крылья.
Вспомните, как действует гребец, если ему необходимо изменить курс лодки. Для этого он делает одним веслом более сильные гребки, чем другим, или ставит второе весло перпендикулярно направлению движения, а если надо развернуться побыстрее, то гребет им в противоположную сторону.
Приблизительно то же самое проделывает при поворотах крыльями летучая мышь. Единственное, чего она не может,- отмахивать крылом в обратную сторону. Однако для нее это не помеха - торможение поверхностью одного из крыльев обеспечивает при большой скорости резкий поворот в сторону тормозящего крыла. Если зверьку необходимо подняться выше, он сдвигает крылья несколько вперед относительно своего тела. Передняя часть туловища при этом испытывает большую подъемную силу, чем задняя, и животное выруливает кверху. Чтобы опуститься, зверек проделывает обратное движение - смещает крылья назад.
Еще один элемент пилотажа рукокрылых - торможение. Разные группы летучих мышей используют для торможения различные приемы. Медленно летающие крыланы и листоносы притормаживают крыльями. Зверьки других видов для замедления полета применяют межбедренную перепонку, изгибая ее при помощи ног в виде тормозящего мешкообразного приспособления.
Говоря о способах взлета летучих мышей, нельзя не привести выдержку из работы А. П. Кузякина: «Прикасаясь к висящим вниз головой и погруженным в дневной сон длиннокрылам, поражаешься быстроте и однообразию реакции на это прикосновение. Первое движение, какое производит зверек,- отрыв от шероховатости, за которую он держался когтями. До какого бы числа зверьков ни дотронуться, каждый из них в момент прикосновения падает вниз. Это не особенность отдельных особей, а, видимо, исторически выработавшийся и свойственный всем особям данного вида рефлекс. Этим, вероятно, и объясняется, что длиннокрылы подвешиваются исключительно на потолки или полого наклонные своды и никогда не встречаются на отвесных стенах, нишах или в узкой щели. Под висящим зверьком непременно должно быть значительное воздушное пространство. Тело, упавшее от прикосновения вниз, некоторое время (десятые доли секунды) падает в том положении, в каком находилось в состоянии покоя, и только потом происходит быстрое развертывание крыльев, опираясь на которые животное может некоторое время планировать или сразу войти в такт гребного полета» (Линдблад Я. В краю гоацинов. М., Знание, 1976).
Итак, один из типов взлета - сначала пассивное падение, затем полет. Техника второго способа иная. Первый взмах крыльями зверек производит еще до того, как его ноги оторвутся от места подвешивания. После этого он освобождает ноги и уже со второго взмаха начинает нормальный полет.
Часто некоторым летучим мышам, например вампирам или ушанам, приходится стартовать с ровной горизонтальной поверхности. В этом случае зверьку необходимо вначале подпрыгнуть вверх. У рукокрылых задние конечности слабы, и поэтому толчковым механизмом для них служат не «ноги», а «руки», то есть крылья.
Концепция «гибкокрылых» самолетов, построенных по принципу,  заимствованному у летучей мыши,  выведет авиацию на качественно новый уровень.
Внедрение в структуру самолетов гибких элементов будет не только целесообразным, но и выгодным — гибкие крылья не страдают во время турбулентности, а значит, издержки на ремонт и вынужденный простой летательного аппарата исчезают сами собой. Помимо этого гибкие крылья автоматически улучшат качество полета — самолет будет идти мягче, а тряска в зоне турбулентности нивелируется.
Самолет с гибкими крыльями не новость.
Еще в 50-х годах советский конструктор Владимир Мясищев создал самолет М4, а затем и его модификацию 3М, концы крыльев которого были сделаны из гибкого сплава алюминия.
В эти полые крылья закачивался керосин, и при полете амплитуда их колебаний доходила до 3 м, что значительно повышало аэродинамические качества. Доказательство тому — модель 3М в течение 20 лет использовалась в качестве стратегического бомбардировщика. Однако сегодня этот самолет снят с производства, так как турбореактивные двигатели, на которых он работал, устарели. Гибкие же крылья ничем себя не дискредитировали.
На финишном этапе адаптации перепончатых крыльев в области рукотворной техники на рынке должны появиться ЛА, доведённые до потребительской кондиции и с гарантийками.
Изменено: Степпи - 27.05.2012 10:38:29
:(  Странное дело, фрагмент, касающийся анатомии крыла летучей мыши вырезан из моего комментария. Может быть админы объяснят, почему? Кажется никакие правила обсуждения нарушены не были. Кажется все было сделано в рамках нормальтного обсуждения, с приведением конкретной цитаты, без вырывания из контекста (тем более, что текст вот он, рядом). Ну может быть обиделся автор или админ на замечание, но это не причина для такого некорректного редактирования отзыва на публикацию. Отзыв на то и отзыв, чтобы можно было высказаться свободно.Хотелось бы попросить админов корректнее обращаться с текстами, по крайней мере с моими. Этот случай, увы, не превый. Если же публикация отзывов строится по принципу "нравится или не нравится администратору", то лучше уберите совсем эту возможность, и публикуйте просто новости. Только проверьте все же квалификацию авторов.
Страницы: Пред. 1 2
Читают тему (гостей: 1, пользователей: 0, из них скрытых: 0)

Адаптивное крыло летучей мыши