Адаптивное крыло летучей мыши | Наука и жизнь
Новое исследование американских ученых показало, что летучие мыши пользуются гибкостью своих крыльев для сохранения энергии в полете.
Группа ученых из Университета Брауна (США) во главе с Аттилой Бергоу и Дэниелом Рискином интересовалась тем, как рисунок движения крыльев летучих мышей изменяется в зависимости от размера животных. Исследования проводились в аэродинамической трубе на 27 летучих мышах шести видов с помощью высокоскоростной съемки 1000 кадров в секунду. Ученые пытались выяснить, как часто происходили взмахи крыльями, на какую длину вытягивались крылья, когда они опускались и поднимались при взмахе. Путем препарирования было подсчитано распределение массы в разных частях крыла животного. Первые результаты ученые опубликовали в 2010 году в Journal of Experimental Biology и приступили к дальнейшему анализу собранных данных.
При взмахе вверх площадь крыла уменьшается, а вместе с этим – сопротивление движению крыла в воздухе (в этом направлении).
Наблюдения и расчеты показывают, что, слегка изгибая крыло при подъеме, летучие мыши используют только 65% от всей энергии, которую бы потратили, оставь они своё крыло в этот момент полностью вытянутым. Летучие мыши имеют тяжелые, мускулистые крылья с гибкими суставами и используют эту гибкость, чтобы компенсировать массу крыльев.
Анализируя детали того как летучие мыши разворачивают и сворачивают крылья, преподаватель экологии и эволюционной биологии в Университете Брауна Шарон Шварц предполагает, что это движение возникло не случайно, поскольку оно энергетически более выгодно животному. Команда исследователей признает, что аэродинамика играет большую роль в энергоэффективности полета. Аттила Бергоу, физик, удивился, узнав, что экономия энергии оказалась столь велика. Тем более, расчеты показывают, что летучим мышам действительно приходится тратить много энергии, чтобы изогнуть свои крылья, а потом выпрямить их снова перед опусканием.
Исследования полета летучих мышей в аэродинамической трубе и анализ движения действующих сил на крыло в процессе полета неоднократно проводились в середине ХХ века отечественными и зарубежными учеными. Благодаря новому исследованию удалось рассмотреть движение крыла в деталях и оценить энергоэффективность полета.
Крылья с перьями обеспечивают птицам полет на десятки тысяч километров. В отличие от пернатых, достигших аэродинамического совершенства, летучим млекопитающим приходится туго, ведь без перьев аэродинамическое качество крыла значительно ниже. Способ полета летучей мыши ярко показывает, как в результате эволюции было создано адаптивное крыло – подстраивающееся под действие нагрузок для оптимизации затрат на осуществление полета.
На заре авиации многие конструкторы видели в крыле летучей мыши реально осуществимую конструкцию при тогдашнем уровне развития техники и технологии. Например, французский конструктор Клеман Адер в конце XIX века построил несколько аппаратов «Авион», с виду напоминающих летучих мышей (один их этих аппаратов сейчас находится в Музее искусства и ремесел в Париже).
Авиаконструкторы и сегодня пытаются использовать деформации крыла под воздействием аэродинамических нагрузок для оптимизации аэродинамического качества крылатых летательных аппаратов на различных режимах полета. Исследования финансирует ВВС США, и ученые надеются, что их работа поможет в будущем.
На фото: 1-3) Крылья летучих мышей мускулистые, с многочисленными суставами. 4) аппарат «Авион» в парижском Музее искусства и ремесел.
Движение крыла летучей мыши в полете можно посмотреть здесь: http://news.brown.edu/
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
‹
›
Открыть в полном размере
Создано искусственное крыло летучей мыши
Ученые создали искусственное крыло летучей мыши. Теперь они знают, как животное управляет полетом, и надеются создать мышь-самолет. Изучение крыла-робота в аэродинамической трубе в этом смысле эффективнее, чем изучение реального животного.
Исследователи из Университета Брауна создали искусственное крыло летучей мыши. Работа, в которой рассказано о создании крыла-робота, прекрасно моделирующего маховое движение при полете млекопитающего и дающего новую ценную информацию о механизме полета, опубликована в журнале Bioinspiration and Biomimetics.
Робот повторяет форму и движения крыла малайского коротконосого крылана (растительноядного вида крыланов, распространённого в Юго-Восточной Азии) и способен «летать», будучи закрепленным на преобразователе энергии, в аэродинамической трубе. При маховых движениях датчик фиксирует аэродинамические силы, создаваемые крылом. Семь подвижных «суставов» крыла управляются тремя серводвигателями. Это электрические двигатели, воспринимающие определённый набор электронных команд (пуск, остановка, перемещение вала в заданное угловое положение, изменение направления движения и/или скорости). Серводвигатели применяются в большинстве видов механических систем с дистанционным управлением, от стеклоподъёмников автомобиля до авиационных агрегатов и от промышленных роботов до детских игрушек.
Датчики фиксируют выход энергии моторов, и таким образом исследователи могут понять, сколько тратит на полет обычная летучая мышь.
Исследования показали, что
робот успешно имитирует базовые характеристики полета летучих мышей, развивая достаточное усилие для преодоления сопротивления воздуха и удержания в воздухе веса модельного животного.
Руководили междисциплинарной работой сразу два профессора: инженер Кеннет Бреуэр и биолог Шэрон Шварц.
Исследование крыла-подделки позволило получить данные, которые никогда не удалось бы получить напрямую, исследуя животных. Очевидно, летучим мышам не удастся лететь, будучи закрепленными на приборах, напрямую измеряющих аэродинамические силы, а вот крыло-робот прекрасно с этим справляется. Кроме того, летучие мыши «непослушные», а робот, наоборот, исполнительный.
«Мы не можем приказать мыши махать крыльями с частотой 8 Гц, затем увеличить ее до 9 Гц, поэтому мы и разницу увидеть не можем», — отметил первый автор работы Джозеф Балман, студент из Университета Брауна.
А вот модель делает ровно то, что от нее требуют исследователи. Каждая из возможных характеристик движений – кинематических параметров – регулируется по отдельности. Можно, например, изменять лишь один параметр, оставляя остальные неизменными, чтобы определить его влияние.
«Мы можем отвечать на весь спектр подобных вопросов, например помогает ли увеличение частоты взмахов набрать высоту и каковы затраты энергии при этом. Можем напрямую изучать связь между кинематическими параметрами, аэродинамическими силами и энергией», — отмечает Балман.
Удалось установить, например, что сгиб крыла при взмахе позволяет набирать высоту на 50% эффективнее.
У исследований робота-крыла сразу два направления практического применения. Во-первых, биологам важно лучше понимать, как устроен полет летучей мыши, а во-вторых, через это понимание мы можем достигнуть давней мечты человека о «птичьем полете», создав небольшие самолеты такого типа. Кстати, возможность такого полета предполагал еще Леонардо да Винчи.
Недаром исследования финансирует не только Национальный научный фонд США, но и управление научных исследований военно-воздушных сил.
Крылья летучей мыши – очень сложный механизм. Они простираются вдоль всего тела животного, от плеч до ног (следует помнить, что летучая мышь не птица, а млекопитающее — скелет ее чем-то похож на наш). Каркас их представляет собой кости «рук» и пять пальцеподобных отростков. На них натянута очень эластичная кожа – она может растягиваться в пределах 400% без разрыва. Модель-робот воспроизводит эту трехмерную конструкцию: «кости» пластиковые и сделаны с помощью 3D-печати в пропорциях реальной летучей мыши; «кожа» сделана из кремнийсодержащего полимера, а «суставы» – это сервомоторы. Модель, однако, несколько упрощена и не полностью повторяет 25 суставов с 34 степенями свободы, однако ученые считают ее качественно правильной.
Сейчас создана работающая модель, и у ученых на нее множество планов.
«Следующий шаг – поиграть с материалами. Нам нужно изучить разные ткани крыла, материал костей разной мягкости, чтобы понять, так ли важны эти характеристики», — заключил Балман.
Bat Wings Brings — Illustrationen Und Vektorgrafiken
1,944Grafiken
- Bilder
- Fotos
- Grafiken
- Vektoren
- Videos
DEKTERN. Oder starten Sie eine neuesuche, um noch mehr faszinierende Stock-Bilder und Vektorarbeiten zu entdecken.
Devil stilisierte vektorillustration — рисунок крыльев летучей мыши сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символDevil Stilisierte Vektorillustration
Знамя и teufel стильные векторные иллюстрации. — Крылья летучих мышей рисунок сток-графики, -клипарт, -мультфильмы и -символEngel und Teufel Stilisierte Vektorillustration.
Engel und Teufel Stilisierte Vektorillustration. Engel mit Flügel, Heiligenschein. Teufel mit Flügel und Schwanz. Handgezeichneter Linienskizzenstil.
Satz von Fledermaus-Illustrationen
Braune Langohrfledermaus (Plecotus auritus) — vintage-gravurillustration — крылья летучей мыши рисунок сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символ , -clipart, -cartoons und -symboleFledermaus oder Dragon Wings
Ein Satz Drachen, Fledermäuse oder andere gruselige Flügel im Retro-Holzschnitt-Gravurstil
bats zeichnung — крылья летучих мышей рисунок сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символBats Zeichnung
Векторная иллюстрация летучих мышей.
okkultes handgezeichnetes banner mit fledermaus und menschlichem schädel — крылья летучей мыши, рисование стоковых изображений, -клипартов, -мультфильмов и -символов okkultes handgezeichnetes Banner mit Fledermaus und menschlichem… , die in einem Kreis auf schwarzem Hintergrund geschrieben sind.
Hexerei, оккультный атрибут, эзотерический Zeichen. Векторный баннер с летящим Vampir
летучая мышь или крылья дракона
satz von fledermausflügeln — крылья летучей мыши рисунок сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символSatz von Fledermausflügeln
pterodactylus antiquus, oberjura, chromolithographie, veröffentlicht 1900 — крылья летучей мыши, рисование стоковых изображений, -клипартов, -мультфильмов и -символовPterodactylus antiquus, Oberjura, Chromolithographie, veröffentlic рисунок крыльев летучей мыши стоковые графики, клипарт, мультфильмы и символы
Großer Flughund oder große Flughund (Pteropus vampyrus) — Vintage-
set von Halloween-feiertage handgezeichnete poster oder grußkarte — batwings drawing stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symboleSet von Halloween-Feiertage handgezeichnete Poster or Grußkarte
te Satz von Halloween-Feiertagen handgezeichnete Poster oder Grußkarte mit handschriftlichen Kalligraphie-Zitaten, Wörtern und Phrasen.
Векториллюстрация.
Niedliche Vampirfledermäuse im Cartoon-Flachstil gezeichnet….
мифологический alte wasserspeier kreaturen mensch und drache wie chimäre mit fledermausflügeln und hörnern. mythische gargouille mit scharfen reißzähnen und krallen в сидячем положении. gravierte handgezeichnete skizze. вектор. — рисунок крыльев летучей мыши сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символMythologische alte Wasserspeier Kreaturen Mensch und Drache wie…
die versuchung christi, holzstich, erschienen 1894 — рисунок крыльев летучей мыши сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символDie Versuchung Christi, Holzstich, erschienen 1894
vektorlineare darstellung der fliegenden fledermaus. lustiger комикс-стиль niedliche gliederung летучая мышь каракули.
handgezeichnetes doodle-symbol isoliert. средний-выделяет-символ. Элемент для Хэллоуина или Heidnische Hexerei Thema — Крылья летучей мыши, рисование фондовых графиков, клипартов, мультфильмов и символовВекторные рисунки летающих летучих мышей. Lustiger…
хэллоуин вампир летучая мышь мультяшный свиток — крылья летучей мыши рисунок сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символHalloween Vampir Fledermaus Cartoon Charakter Scroll
Лучший Хэллоуин-Vampir-Fledermaustier-Zeichentrickfigur, дай намёк на Rollbannerschild herumschaut und mit Ihrem Flugel darauf zeigt
Большое количество летучих мышей и вампиров. menschliche lippen mit zähnen, skelett, fledermausschädel und Agressem gesicht oder kopf. Offene Flugel Fliegen Gotische Monster. farblinien-gravier-skizze in schwarz. вектор. — рисунок крыльев летучей мыши — графика, -клипарт, -мультфильмы и -символGroße Menge von Fledermäusen und Vampiren. Menschliche Lippen…
летучие мыши-вампи, бульдоги и калонги — рисунок крыльев летучих мышей стоковые графики, клипарты, -мультфильмы и -символыВампи, бульдоги и летучие мыши калонг
Винтаж-гравюра летучих мышей-вампи, бульдогов и калонгов.
19. Jahrhundert
Skizze der fliegenden Fledermaus. Realistische Tuschezeichnung…
niedliches kleines fledermaus-vektor-illustrationsdesign, das auf einem ast schläft — крылья летучей мыши рисунок сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символniedliches kleines Fledermaus-Vektor-Illustrationsdesign, das…
вектор schwarze fledermaus-vorlage — рисунок крыльев летучей мыши сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символVector schwarze Fledermaus-Vorlage
fliegende fledermäuse — рисунок крыльев летучей мыши сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символFliegende Fledermäuse
Illustration aus dem 19. Jahrhundert.
aquarellillustration des schwarzen fledermausflügels isoliert auf weißem hintergrund.
— рисунок крыльев летучей мыши стоковые графики, -клипарты, -мультфильмы и -символыAquarellillustration des schwarzen Fledermausflügels isoliert…
Как нарисовать летучую мышь
Сделай кому-нибудь день! Отправить хорошие флюиды. Все, что вам нужно, со скидкой более 50%. Узнать больше
Узнайте, как нарисовать летучую мышь с помощью нескольких простых линий и форм! В этом пошаговом уроке рисования вы сделаете эту милую летучую мышь.
Удивительный рисунок летучей мыши!Не пропустите все самое интересное , чтобы нарисовать на Skip to my Lou! Вы найдете множество простых уроков рисования. Особенно мне нравятся милые рисунки животных.
Принадлежности для рисования летучей мыши
Всего несколько принадлежностей, которые у вас, вероятно, уже есть, и вы готовы начать рисовать этот простой рисунок летучей мыши.
- Карандаши для набросков
- Резиновый ластик
- Блокнот для рисования
- Стираемые цветные карандаши
- Тонкие маркеры
- Набор карандашей Sketch and Drawing Art
- Набор для рисования художника (отлично подходит для начинающих и опытных художников.
Я также дарю его в подарок.)
Я также дарю его в подарок.)Как легко нарисовать летучую мышь!
Инструкции по рисованию и иллюстрированные изображения покажут вам, как нарисовать летучую мышь от начала до конца. Все, что вам нужно сделать, это следовать простому пошаговому руководству по рисованию летучей мыши! Это идеально подходит для начинающих.
- Начертите одну горизонтальную и одну вертикальную линии с помощью линейки. Ваши линии будут выглядеть так.
- Нарисуйте полукруг с центром над горизонтальной линией. Видишь, ты сделал это!
- Соедините левую сторону полукруга с концом левой изогнутой линии. Соедините правую сторону полукруга с концом правой изогнутой линии. Лоскут, лоскут! Ты нарисовал крылья!
- Глаз до встречи! Приступим к созданию лица летучей мыши. Нарисуйте 2 круга размером с десятицентовую монету для глаз по обе стороны от вертикальной линии рядом с горизонтальной линией. Добавьте 2 меньших круга внутри каждого круга размером с монету. Теперь нарисуйте закругленный треугольник для носа прямо под горизонтальной линией. Добавьте две маленькие точки для ноздрей.
- Нарисуйте перевернутый треугольник для головы, что-то вроде гитарного медиатора! Ваш милый рисунок летучей мыши обретает форму!
- Нарисуйте уши летучей мыши, создав мягкую треугольную форму, начинающуюся сбоку головы у крыла, поднимающуюся на пару дюймов над углом головы и спускающуюся вниз над глазом. Добавьте еще одну изогнутую линию от верхней части уха до над глазом, чтобы показать, как эти удивительные уши летучей мыши улавливают звук!
- Нарисуйте пушистую шею короткими линиями, идущими вниз от подбородка, чтобы сформировать перевернутый желудь. Добавьте овальную форму для тела летучей мыши и двух ног.
- Добавьте форму конуса мороженого для хвоста. Держитесь и продолжайте рисовать мультфильмы о летучих мышах!
- Добавьте перевернутую луну за головой летучей мыши. Соедините форму луны с пушистой шеей, образуя мягкий треугольник.
- Нарисуйте изогнутую линию от верхней части крыла и вытяните ее на 1 дюйм ниже горизонтальной линии.
- Нарисуйте линию от кончика луны до кончика пальца ноги. Ваша летучая мышь почти готова к полету. Готовы к последним шагам?
- Этот урок рисования почти закончен! Теперь нарисуйте дополнительную линию, чтобы разделить треугольник на крыле и продлить его ниже горизонтальной линии. Соедините линии изогнутыми вверх линиями (в форме гребешка), чтобы сформировать основания крыльев. Теперь вы сделали рисунок крыльев летучей мыши.
Теперь нарисуйте закругленный треугольник для носа прямо под горизонтальной линией. Добавьте две маленькие точки для ноздрей.
Поздравляем с законченным рисунком! Вы научились рисовать мультяшную летучую мышь! Будете ли вы теперь рисовать хэллоуинскую летучую мышь, маленьких летучих мышей или, может быть, очаровательную летучую мышь, читая восхитительную и познавательную книгу Stellaluna.
Как нарисовать милую летучую мышь!Видео рисования Easy Bat
Смотрите простые шаги! Берите карандаши и ручку и следуйте дальше.
Поделки и занятия с летучими мышами
Знаете ли вы, что летучие мыши — единственные млекопитающие, которые могут летать? Они также являются одними из древнейших существ в мире и играют важную роль в нашей экосистеме.