Ранее считалось, что позвоночные, которые достаточно медленно двигают крыльями в полёте, неспособны останавливаться на месте в воздухе, так как не могут вырабатывать достаточную подъёмную силу. Но летучие мыши всё-таки зависают около трубки со сладким нектаром (фото Florian Muijres).
Современные аэродинамические теории объяснить этого не могут. И, чтобы добраться до истины, команда биологов под руководством Андеша Хеденстрёма (Anders Hedenström) взялась провести серию экспериментов с этими необычными животными.Их поместили в аэродинамическую трубу, воздух в которой "подкрасили" туманом и подсветили лазерами, все движения крыльев сняли на высокоскоростные видеокамеры.
Сначала учёные выяснили, что летучие мыши зависают на месте с помощью того же механизма, что и насекомые.
В ходе следующего эксперимента, описанного в статье, опубликованной в журнале Science, биологи обнаружили, что во время каждого движения крыла вниз у передней кромки образуется завихрение воздуха ("leading edge vortex"), которое обеспечивает до 40 процентов подъёмной силы крыла.
Стрелочками показаны направления движения потоков воздуха, вызываемых взмахами крыльев мыши (фото Florian Muijres).
Поток воздуха начинается у передней кромки крыла, а затем обходит его и снова возвращается во время движения крыла вверх. "Такое ощущение, что этот поток воздуха приклеен к поверхности крыла", — поясняет Хеденстрём.
Таким образом, вокруг крыла образуется своего рода воздушный мешок. Поток снижает давление воздуха над крылом, что позволяет мыши более эффективно использовать мускулатуру крыльев.
Именно благодаря этому явлению летучие мыши и не падают камнем вниз. Ведь весят они в разы больше, чем те же насекомые, а в секунду вместо 200 делают порядка 15 взмахов.
Видимо, поэтому ещё более крупным животным это и вовсе не дано. Им, чтобы зависнуть в воздухе, пришлось бы махать крыльями с невероятной скоростью.
Каким образом летучим мышам удаётся контролировать завихрения, биологам ещё предстоит выяснить (для этого необходимо увеличить "скорострельность" видеокамеры, которая пока снимает 10 кадров в секунду).
Пока же Андеш выдвигает предположение, что всё дело в том, что крылья этих животных очень и очень гибкие (о совершенной аэродинамике их крыльев вы можете почитать в этом нашем материале).
Судя по всему, именно управление изгибом крыла (с помощью мускулов и длинных пальцев) позволяет мыши контролировать завихрение и "держать" его около поверхности.
В данном эксперименте принимал участие представитель землеройкообразных длинноязыких вампиров (Glossophaga soricina). Длина его туловища порядка 9 сантиметров (размах крыльев 24 сантиметра), вес около 15 граммов. В следующем биологи хотят поближе рассмотреть длинноносого листоноса Соссюра (Leptonycteris nivalis), который больше почти в два раза.
Ну и напоследок учёные отмечают, что в случае если им удастся детально разобраться в механизмах, используемых рукокрылыми, они смогут применить свои знания для создания воздушных транспортных средств или даже роботов, которые будут делать маховые движения.
