Шмель летает вопреки законам физики? Разоблачаем миф
Шмель летает вопреки законам физики? Разоблачаем миф 🐝 Шмель летает вопреки законам аэродинамики — так гласит популярный миф. Но на самом деле это физики ошиблись в расчётах, а шмель просто не читал учебников. «Крылья шмеля совершают 300–400 взмахов в секунду, создавая вихри, которые порождают подъёмную силу.» Как шмелю удаётся то, что казалось невозможным? Разбираем механизмы полёта, которые физики смогли объяснить только с помощью суперкомпьютеров. Откуда взялся миф? В начале XX века инженеры, рассчитывавшие подъёмную силу самолётов, попробовали применить те же формулы к шмелю. Получилось, что при жёстко закреплённых крыльях, как у самолёта, шмель не может создать достаточной подъёмной силы. Но шмель — не самолёт. Его крылья движутся сложно: они не просто машут вверх-вниз, а совершают возвратно-поступательные и ритмически-колебательные движения. За секунду крыло шмеля делает 300–400 взмахов. Это создаёт вихри, которые и порождают подъёмную силу. Как шмель обманывает аэродинамику Крылья шмеля работают как миниатюрные винты. При взмахе край крыла закручивает воздух, образуя вихрь. Когда крыло меняет направление, вихрь сбрасывается, и создаётся разница давлений — та самая подъёмная сила. Этот механизм называется «нестационарная аэродинамика». В отличие от самолёта, у которого крыло неподвижно, шмель использует подвижную амплитуду, что генерирует гораздо большую подъёмную силу. Физик Чжэн Джейн Ван из Корнельского университета в середине XX века смоделировала эти процессы на суперкомпьютере и доказала: полёт шмеля полностью соответствует законам физики. Почему же мы верили в миф? Миф родился из-за неверной трактовки законов аэродинамики. Учёные применяли к насекомым модели, созданные для самолётов, не учитывая вязкость воздуха и сложную траекторию крыльев. На самом деле шмель — не нарушитель, а иллюстрация того, что физика работает и для машущего полёта. Просто для его описания нужны более сложные уравнения. Что это меняет? Понимание полёта насекомых помогло создать микродроны и улучшить аэродинамику небольших летательных аппаратов. Шмель — не чудо, а пример того, как природа нашла эффективное решение, которое человек смог объяснить лишь спустя десятилетия.