الفيزياء في عالم الحيوان: اليعسوب ورحلتها

يمكن أن تسمى اليعسوب منشورات طبيعية المولد. في الهواء ، تقضي هذه الحشرات الكثير من الوقت ، وتظهر معظم الأنواع بسهولة أمثلة على التمارين الرياضية. على سبيل المثال ، يمكن أن يتدلى اليعسوب في الهواء ، ويطير بسرعة كبيرة أو ببطء شديد ، ويغير اتجاهه فجأة في أي اتجاه. اليعسوب لها أربعة أجنحة ، تعمل بشكل مستقل عن بعضها البعض. قد يعتقد المرء أن حركات الأجنحة الأمامية والخلفية متزامنة بطريقة تجعل كلا الجناحين كليًا واحدًا ومستويًا واحدًا. لكن الأمر ليس كذلك.

يجدر القول على الفور أن مبدأ رحلة اليعسوب ليس فريدًا ، فهو يستخدم من قبل العديد من الحشرات ، سواء ذات الأجنحة أو ذات الأجنحة الأربعة. في قلب كل شيء هو حدوث الجر في حالة أن اللوحات ذات الأجنحة لأسفل أسرع من اللوحات. بالمقارنة مع جهاز الطيران لمعظم الحشرات ، فإن هذا النظام في اليعسوب أكثر تعقيدًا. من اجل ماذا؟ والحقيقة هي أن هذا التعقيد يسمح لليعسوب بأداء تقنيات في الهواء غير متاحة لمعظم الحشرات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتسارع اليعسوب بسرعة عالية جدًا تبلغ 40 كيلومترًا في الساعة.

تظهر نظرة فاحصة على وضع أجنحة اليعسوب أن المسافة بين مفاصل الأجنحة الأمامية والخلفية أصغر بكثير من عرض هذه الأجنحة. وحتى إذا كانت مطلقة على نطاق واسع ، على أي حال ، مع الحركات القادمة ، يجب أن تلتقط هذه الأجنحة بعضها البعض. في الواقع ، لا يعاني اليعسوب من أي إزعاج أثناء الطيران. إنهم يحاولون (على الرغم من أن "يحاولون" - كلمة خاطئة قليلاً) الجمع بين ملامح الأجنحة الأمامية والخلفية. عند التحليق إلى الأمام ، تتباعد أجنحة اليعسوب ، وعند التقارب ، تصفق بعضها البعض.

علاوة على ذلك ، في هذه الحالة ، طائرات الأجنحة العلوية والسفلية ليست متوازية على الإطلاق. تتحرك الحواف الزائدة للأجنحة قليلاً خلف الحواف الأمامية أثناء الحركة. حتى مع رفرف ، شكل الأجنحة العلوية والسفليةإسفين منهار ، ونتيجة لذلك يتم إرجاع تيار الهواء مرة أخرى ، مما يخلق قوة تفاعلية تدفع اليعسوب إلى الأمام. يقول الخبراء أن تصميم أجنحة اليعسوب هو الأمثل للطيران.



ونتيجة لذلك ، في معظم الحالات ، تطير اليعسوب أسرع من ضحاياها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لهذه الحشرات أداء أي مناورة تقريبًا ، حيث تدور بسرعة كبيرة على الجانبين ، أو الغوص أو النهوض. القليل من الحشرات يمكنها الهروب من هذا الصياد السريع.

من المثير للاهتمام أنه قبل أن يعتقد العلماء أن استخدام مثل هذه الطائرة المعقدة يتطلب تكاليف مادية كبيرة لليعسوب. قرر علماء من جامعة أولم في ألمانيا والكلية الملكية البيطرية في لندن مؤخرًا التحقق من هذا البيان. للقيام بذلك ، طور الخبراء اليعسوب الآلي. تم وضعه في الزيت المعدني الذي تم من خلاله تمرير الغاز. ارتفعت الفقاعات ، والتي تحاكي حركة الهواء حول الأجنحة أثناء الطيران. تم تجهيز اليعسوب الميكانيكي بأجهزة استشعار قام العلماء من خلالها بقياس القوة المطلوبة لرفع أو خفض الجناح.

لذلك ، تلقى مؤلفو الدراسة بيانات تظهر بوضوح: أن اليعسوب تستخدم خوارزمية طيران خاصة يمكنها زيادة كفاءة أجنحة هذه الحشرات بنسبة 22٪ مقارنة بالحشرات الطائرة التي لها جناحان. والحقيقة هي أنه عند اجتياز جزء معين من المسار ، يلتقط الجناح الخلفي لليعسوب تدفق الهواء من حركة الجناح ، الذي يقع في الأمام ويصد منه بطريقة معينة. نقطة مهمة هي أن أجنحة اليعسوب تنحني من القواعد إلى القمم. هذا يسمح لك برمي الهواء دون أي مشاكل ، مثل أجنحة الطيور تسقطه. تم نشر نتائج دراسة رحلة اليعسوب من قبل هذه المجموعة من الباحثين في مجلة واجهة المجتمع الملكي.



أما بالنسبة للمناورات الجانبية ، فإن اليعسوب تفعل ذلك بسبب اختلال التوازن بين الأجنحة. لكي تتمكن من الانتقال بسرعة إلى اليسار ، يحتاج اليعسوب إلى زيادة اتساع الأجنحة في الزوج الأيمن من الأجنحة. يصبح قلب اليعسوب أمرًا غير محتمل عندما تفكر في قدرة هذه الحشرات على العمل مع وضع البطن. عند التحليق إلى اليسار ، حتى لا يكون هناك إزاحة ، ينحني اليعسوب البطن إلى اليمين. بالمناسبة ، من أجل الانعطاف يمينًا ، يحتاج اليعسوب إلى بدء انهيار صغير للزوج الأيسر من الأجنحة. نتيجة لهذه المناورة ، ستقوم الأجنحة برمي كمية معينة من الهواء للخلف وستتحول الحشرة إلى اليمين.

بالمناسبة ، كان يُعتقد سابقًا أن السماكة على الحافة الأمامية لجناح اليعسوب مصممة لتسوية ما يسمى بالرفرفة. يشير هذا المصطلح إلى اهتزازات الأجنحة الصلبة. الآن ، يعتقد بعض العلماء أن هذه الثخانات تعمل كممتصات للصدمات لتسهيل تكاثر الأجنحة العلوية والسفلية. إذا لم يكن لهذا العامل ، فإن الأجنحة العلوية والسفلية يمكن أن تنهار ولم يعد بإمكان اليعسوب الطيران بشكل طبيعي.



ومن المثير للاهتمام ، أنه عندما تلتقط السرعة ، فإن اليعسوب يصدم حرفياً ضحاياه. قوة التأثير عالية جدا. لكن اليعسوب لا يعاني من الاصطدامات بسبب غلافه القوي والمرن من الكيتين. لكن ضحايا حشرات اليعسوب أقل حظًا ، ويفقدون قدرتهم على الحركة أو حتى الموت بسبب مثل هذه التصادمات.

بشكل عام ، تعتبر اليعسوب وسيلة مثالية للطيران والصيد. يتكون جسم الحشرة من عدة عناصر فريدة ، كل منها معقد ولكنه فعال.

Source: https://habr.com/ru/post/ar399053/