на. – Определенное сходство в движениях есть. И там и здесь вдоль края крыла идет своеобразная волна, вероятно, увеличивающая подъемную силу. Но на этих кадрах вы видите полет бабочки, замедленный в сто раз...

Теперь я уже и сам вижу свою ошибку. Вижу я также и другое: крыло насекомого, словно плавник ската, чрезвычайно эластичная система. Во время взмахов оно все время меняет свои очертания. При движении вниз лопасть выгибается куполом, поднимаясь вверх – отгибает край...

– Такую эластичность крыльям обеспечивает довольно сложная, но в то же время практичная конструкция крыла, – комментирует Ольга Михайловна фильм. – Крыло бабочки или мухи только кажется безжизненным. На деле это далеко не так. В крыло входят трахеи и нервы. Гемолимфа – жидкость, подобная нашей крови, – течет из туловища вдоль переднего края крыла к его вершине, а затем возвращается обратно в туловище вдоль заднего края крыла. Кроме того, крыло снабжено огромным количеством разнообразных микродатчиков – органов чувств. Щетинки, заметные только под микроскопом, регистрируют и скорость встречного потока воздуха, и отмечают всевозможные крутящие моменты, и помогают насекомому ориентироваться в пространстве. Остается пока лишь сожалеть, что подобной аппаратурой мы не можем оснастить крылья самолетов, роторы вертолетов.

А каков двигатель крыла насекомого?! Целый день не уставая висеть в воздухе, развивать скорость до 144 километров в час, покрывать за сутки расстояние в 1200 километров – сколько бы горючего потребовали на такую работу современные авиационные двигатели! Бабочки же, мухи и другие летуны из класса насекомых обходятся лишь несколькими каплями нектара или крохами отбросов с нашего стола.

Крыло насекомого прикреплено к мягкой перегородке, которая разделяет спинной и боковой отделы грудного панциря. На этой перегородке оно может двигаться почти свободно, опираясь лишь на небольшой «столбик» – маленький даже по отношению к телу насекомого, но очень крепкий вырост в верхней части бокового отдела груди. Крыло как бы качается на этом «столбике», вершина которого является точкой опоры рычага. Длина плеч этого рычага различна: достаточно небольшого смещения той части, которая находится внутри туловища, чтобы вызвать большое смещение, взмах остальной части крыла.

Но вот что самое удивительное – мышцы, дающие движение крылу, вовсе с ним не связаны! Та же самая мягкая перепонка, к которой крепится крыло, позволяет перемещаться вверх-вниз тергиту – спинной части панциря. При этих перемещениях тергит тянет за собой основание крыла. Перемещения тергита еле заметны, но благодаря неравномерности плеч крыльевого рычага они вызывают большую амплитуду взмаха крыльевой пластинки.

Движением тергита, в свою очередь, управляют мышцы.

Такая, казалось бы, чересчур сложная система имеет свои определенные преимущества. Известно, что сокращение мышцы вызывается нервным импульсом. Так вот, нервная система ни одного живого существа земли не способна дать более 500 импульсов в секунду. Некоторые же из насекомых, например, мелкие комарики цератопогониды, способны делать 1000 и более взмахов в секунду. Каким образом? Есть предположение, что перемещение тергита вниз под воздействием сокращения одной группы мышц вызывает растяжение другой группы мышечных тканей. Эти растянутые мышцы возвращаются в первоначальное положение уже без команды нервной системы, самопроизвольно.

Тергит также обеспечивает сложное движение крыла: не только вверх-вниз, но и вправо-влево. Благодаря координированной работе различных групп мышц крыло насекомого описывает своим концом как бы восьмерку. В верхней части траектории начинается сокращение продольных мышц непрямого действия (они так называются потому, что впрямую с крылом, как мы уже знаем, не связаны). Вследствие этого крыло опускается прямо вниз, давая своеобразный толчок, поднимающий крыло насекомого вверх. Но опускание крыла шло не совсем прямо вниз – небольшие даже по отношению к насекомому мышцы прямого действия, волокна которых прикреплены вблизи крыла, сместили маховую часть чуточку вперед. В нижней части своего пути крыло поворачивается вокруг своей продольной оси. Пластина его ставится вертикально, и в таком положении крыло начинает двигаться вверх и назад. Гребная пластина ударяет по воздуху, как будто весло по воде, обеспечивая насекомому продвижение вперед. Дойдя до крайней верхней и задней точки, крыло опять поворачивается вокруг своей продольной оси, и плоскость его снова принимает горизонтальное положение.

– Такой сложный цикл движений пока еще не по силам современным летательным аппаратам, – говорит О. М. Бочарова Месснер. – Более того, мы еще не в силах даже как следует оценить аэродинамику крыла насекомого, досконально исследовать ее. Почему? Обычная продувка, подобная тем, какие делают с крыльями самолетов, в данном случае практически ничего не даст. Поток воздуха будет обтекать неподвижное, статичное крыло, в то время как в действительности оно все время работает в динамике. Как моделировать такие вихри? Как заставить крыло искусственно двигаться нужным нам образом? Как, наконец, снять показания с каждой его клеточки?.. Современная техника пока не в силах ответить ни на один из поставленных вопросов. Остается обходной путь сравнительного анализа. Вот этим я как раз и занимаюсь. Крылья бабочки, стрекозы, мухи... Какие они разные! Как по-разному летают обладающие ими насекомые... Но всмотритесь внимательно в строение этих крыльев. У них есть и общие черты: направление бороздок, гребенки из волосков, округлая форма заднего края... А раз так, значит, эти-то качества и помогают насекомым отлично летать, на них и нужно обратить внимание.

Понятно, все это вовсе не значит, что мы должны копировать крылья насекомых, создавать какие-то «мухокрылы» точно по образцу и подобию природных летунов. Вовсе нет. Из этого ничего хорошего не получится. Почему? Да хотя бы уже потому, что размеры насекомых настолько малы, что для них воздух представляет значительно более плотную и вязкую среду, чем для птиц и тем более для самолетов и вертолетов...

А значит, нужно сначала выявить физические закономерности полета насекомых, облечь эти закономерности в строгую математическую форму, а затем уже приниматься за моделирование.

Я покидал лабораторию Ольги Михайловны с таким чувством, будто мне только что показали кусочек завтрашнего дня. Действительно, если крыло птицы послужило основой Для создания аэродинамики – науки, благодаря которой летают все современные самолеты, вертолеты и прочие «леты», – то почему крыло насекомого не может стать прообразом еще невиданных летательных аппаратов будущего – бесшумных, изящных, легких? Махолетов нашего завтра!..

• Страницы:
• предыдущая
• 1
• 2

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.