Kelebeklerin Uçuş Hızını Test Edebilmek İçin Ne Yapıldı?

Kelebeklerin Uçuş Hızını Test Edebilmek İçin Ne Yapıldı?

Kelebek, en güçlü uçan değildir. Büyük kanatları, daha doğrudan uçuş yolları oluşturmaktan ziyade, etrafta çırpınmalarına neden olur. Ancak bu uçuş, avcıların onları yakalamasını zorlaştırıyor. Ve eğer daha önce dinlenen bir kelebeği yakalamaya çalıştıysanız, onları yakalamanın şaşırtıcı derecede zor olduğunu bilirsiniz. Yeni bir çalışma nedenini açıklamaya yardımcı olur. Kelebekler, kalkış sırasında kanatlarını vücutlarının üzerinde çırpar. Hareket, hızlı bir kaçış için jet itme gücü oluşturur.

Christoffer Johansson ve Per Henningsson, İsveç’teki Lund Üniversitesi‘nde uçuşun hayvanlarda nasıl geliştiğini inceleyen evrimsel ekolojistler. Önceki araştırmalar, bir kelebeğin kanat çırpışının böceği ileriye doğru ittiğini ileri sürmüştü. Araştırmacılar, kanat çırpışının muhtemelen bir jet gibi fırlayan bir hava cebi oluşturduğunu düşünüyorlardı. Ama kimse bunu test etmemişti.

Kelebekler Şimdiye kadar.

Johansson ve Henningsson, laboratuvarlarının yakınındaki bir çayırda altı kelebek yakaladı. Bu gümüş badanalı fritilların her biri bir ağ muhafazasına kondu ve ballı su içti . Bilim adamları uçuşlarını analiz etmek için kelebekleri birer birer rüzgar tüneline yerleştirdiler.

Rüzgar tünelleri, havayı belirli hızlarda hareket ettirmek rüzgar oluşturdu. Tünele bir nesne yerleştirildiğinde, havanın etrafından akması gerekir. Bu, araştırmacıların nesnelerin havada nasıl hareket ettiğini test etmelerini sağlar. Küçük zararsız yağ damlacıklarından oluşan “duman” sıklıkla eklenir, böylece havanın etrafa nasıl aktığını tam olarak gözlemleyebilirler. Bu, nesnenin ne kadar aerodinamik olduğunu gösterir. (Aerodinamik, havanın katı nesnelerin etrafında nasıl hareket ettiğini ifade eder.)

Bu çalışma için, fanlar havayı tünelde dumanı eşit olarak dağıtmaya yetecek kadar hareket ettirdiler. Araştırmacılar ayrıca kelebeğin hemen arkasındaki tünelde bir duman katmanını aydınlatmak için bir lazer kullandılar. Besleme istasyonunun etrafına yerleştirilen dört yüksek hızlı kamera, kelebeğin hareketini ve kelebek havalanırken dumanı yakaladı. Bu, araştırmacıların, böcek kanatlarını çırparken bu hava hareketinin 3 boyutlu bir resmini oluşturmasına izin verdi. Araştırmacılar, her deneme için tünelin ortasındaki bir beslenme istasyonuna bir kelebek yerleştirdiler. Kelebek kendi kendine uçtuğunda kayda başladılar.

Altı kelebeğin toplam 25 kalkışını analiz ettiler. Her biri kalkıştan sonra en fazla üç kanat atışı içeriyordu. Kelebekler, ilk birkaç kanat atışında kanat çırpma olasılıklarının daha sonra uçtuklarından daha yüksek olduğunu kanıtladı.

Bir girdap, hava veya su bir girdap gibi merkezi bir nokta etrafında döndüğünde meydana gelir. Ve kelebek yollarının görüntüleri, kanatları hareket ederken bir girdapta dönen havayı gösteriyordu. Fotoğraflar ayrıca kanatların aşağı inişinin havayı aşağı ittiğini de ortaya çıkardı. Bu, kelebeği yukarı iten bir kuvvet yarattı. Kanatlar alkışlamak için hareket ettiğinde, bir hava cebi yaptılar. Bu cep, kelebeğin arkasındaki kanatların arasından fırlayan güçlü bir hava jeti yarattı. O jet böceği ileri doğru itti.

Kanatların yarattığı her iki kuvvet de çırpınan bir uçuş yoluna neden olur. Kelebekler kanatları aşağı doğru hareket ederken yükselir ve kanatları yukarı doğru hareket ederken öne doğru fırlar. Hızlı bir dönüşle eşleştirilen bir kanat çırpışı, kelebeklerin hızla uçup gitmesine izin verdi. Henningsson, yırtıcı hayvanlar tarafından yakalanma riskini en aza indirmek için kelebekler için hızlı bir şekilde havalanabilmeleri çok önemlidir.

Kelebek Esneklik anahtardır

O ve Johansson, alkışlamadan hemen önce kanatların şişirilmiş cebi oluşturduğunu fark ettiler. Kanatların esnekliğinin ve bu cebin, alkış tarafından yaratılan jet itme gücünü iyileştirip iyileştirmediğini merak ettiler. Öğrenmek için iki basit kelebek kanat modeli yaptılar. Bir set balsa ağacından yapılmıştır ve serttir. Diğeri ise esnek bir plastik olan lateksten yapılmıştır. Her seti kelebek uçuşunu taklit etmek için hareket eden menteşelere ve çubuklara bağladılar

İkili daha sonra, aynı şekilde alkışlandıklarında iki model tarafından oluşturulan hava akışını inceledi. Sert kanatlar bir hava cebi oluşturmadı. Bunun yerine iki girdap halkası yarattılar. Henningsson, bu, uçuşu “daha az verimli” hale getireceğini açıklıyor, “çünkü iki halka oluşturmak için daha fazla enerji israf ediliyor.” Esnek kanat modelleri ise daha güçlü bir hava jeti ve sadece bir girdap halkası yarattı. Daha çok gerçek kelebek kanatları gibi davrandı.

Ekip bulgularını 20 Ocak’ta Journal of the Royal Society Interface’de yayınladı.

Henningsson, “Bu büyük ve esnek kanatlar alkışlamakta oldukça iyidir” diyor. Cep şekli “daha fazla havayı hapsederek ve daha güçlü bir jet oluşturarak alkışı önemli ölçüde iyileştirir.” Araştırmacılar, alkışların nasıl çalıştığını bildiklerini düşünüyorlar. Ancak, “çok daha gelişmiş ve karmaşıktır”.

Ayodeji Bode-Oke, “Çalışma heyecan verici” diyor. Charlottesville’deki Virginia Üniversitesi’nde araştırmacıdır. Yeni çalışmanın bir parçası olmasa da böceklerin nasıl hareket ettiğinin mekaniğini inceledi. Bu, kelebek kanatlarının yarattığı jeti ölçen ilk çalışma. Bu, “kelebeklerin nasıl uçtuğunu daha iyi anladığımız” anlamına geliyor, diyor Bode-Oke. Bir havacılık ve makine mühendisi olarak, özellikle çalışmanın, uçan dronlar gibi küçük uçan araçlar için tasarımları nasıl bilgilendirebileceğiyle ilgileniyor.

#Dünyacaenilginçbilgiler #okupark