เช่นเดียวกับเครื่องบินขับไล่ปีกที่กวาดนกบางตัวสามารถเปิดค่าเล็กน้อยได้โดยการปรับมุมปีกของพวกเขาเพื่อสร้างพายุทอร์นาโดตัวเล็ก ๆ ที่ดึงมันขึ้นมาตามการศึกษาใหม่ที่แก้ปริศนาที่ยาวนาน
การออกแบบนกพิเศษสร้างกระแสน้ำวนขนาดเล็กบนยอดปีกนักวิจัยกล่าวเมื่อวันพฤหัสบดี แรงดันต่ำภายในกระแสน้ำวนเช่นเดียวกับในใจกลางพายุทอร์นาโดดูดปีกขึ้น
น่าแปลกที่วิศวกรการบินและอวกาศหาวิธีใช้ประโยชน์จากกระแสน้ำวนเหล่านี้มานานก่อนที่นักวิทยาศาสตร์จะแสดงให้เห็นว่านกใช้มัน F-14 Tomcat ของกองทัพสหรัฐฯและเจ็ทผู้โดยสาร Concorde ทั้งคู่ใช้การออกแบบที่คล้ายกันซึ่ง vortices อนุญาตให้เครื่องบินเจ็ตความเร็วสูงที่มีปีกเล็ก ๆ ที่ถูกกวาดกลับช้าลงสำหรับการลงจอดโดยไม่ตกลงมาจากท้องฟ้า
อธิบายว่านกลงจอดอย่างไร
นักวิทยาศาสตร์รู้จักกันมาตั้งแต่ปี 1996 ว่าแมลงใช้กระแสน้ำวนเหล่านี้เช่นกัน แต่ความซับซ้อนของเที่ยวบินนกแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะสังเกต
การศึกษาใหม่เกี่ยวข้องกับนกที่เรียกว่า Swift นักวิทยาศาสตร์สร้างแบบจำลองของปีกของสวิฟท์และทดสอบในอุโมงค์น้ำซึ่งเช่นอุโมงค์ลมช่วยให้การทำแผนที่อย่างละเอียดของการไหลของของไหล
ด้วยทั้ง Swift และ F-14 ปีกจะถูกกวาดกลับสำหรับเที่ยวบินความเร็วสูงจากนั้นการกวาดจะลดลงเพื่อสร้างกระแสน้ำวนที่ยกระดับในระหว่างการเลี้ยวแน่น
ในกรณีของ Swift ปรากฏการณ์นี้ช่วยให้แอโรบิคที่มีความแม่นยำจำเป็นต้องฉกแมลงออกจากท้องฟ้า และมีแนวโน้มที่จะอธิบายว่านกเกือบทั้งหมดลงจอดได้อย่างไร
“ การลงจอดบนสาขามีความจำเป็นที่จะต้องชะลอตัวลงโดยไม่สูญเสียระดับความสูง” จอห์นวิเดลเลอร์ผู้นำของมหาวิทยาลัยไลเดนและโกรนินเกนอธิบายในเนเธอร์แลนด์ "สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้ด้วยปีกธรรมดา - มันจะสูญเสียการยกด้วยความเร็วที่ลดลง"
กระแสน้ำวนเช่นที่แมปในอุโมงค์น้ำสามารถสร้างทั้งยกสูงและลากสูงได้ทุกความเร็ว Videler บอกLiveScience- "การลากทำให้นกช้าลงและลิฟต์จะเก็บไว้ที่ระดับความสูงที่ถูกต้องเพื่อให้มันไปที่กิ่งไม้"
การศึกษามีรายละเอียดในวารสารฉบับที่ 10 ธันวาคมศาสตร์-
นกดีกว่า
ปีกนกซึ่งแตกต่างจากเครื่องบินขับไล่และแมลงนั้นสร้างขึ้นจากสองส่วนที่แตกต่างกัน ร่างกายที่อยู่ใกล้ที่สุดคือปีกแขน มันสร้างการยกในลักษณะธรรมดาเช่นปีกเครื่องบินมาตรฐาน “ อากาศไหลไปรอบ ๆ ปีกและรูปร่างของปีกเบี่ยงเบนอากาศลง” Videler กล่าว
ปีกด้านนอกเรียกว่าปีกมือ มันมีขอบชั้นนำที่คมชัดที่สามารถสร้างพายุทอร์นาโดตัวเล็ก ๆ แม้ในมุมมองเล็ก ๆ ของการโจมตี ในขณะที่ปีกของแมลงมักจะต้องอยู่ที่มุม 25 องศาไปยังอากาศที่กำลังจะมาถึงเพื่อสร้างกระแสน้ำวน แต่ปีกมือของสวิฟท์ต้องการมุมการโจมตีเพียง 5 ถึง 10 องศา
ปีกของนกตัวอื่น ๆ ส่วนใหญ่ยกเว้นอัลบาทรอสและ petrels ยักษ์ถูกสร้างขึ้นในทำนองเดียวกันดังนั้นการค้นพบนี้น่าจะนำไปใช้กับพวกมันเช่นกัน Videler กล่าว
"ความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับวิธีการแก้ไขนก" Videler และเพื่อนร่วมงานของเขาสรุป
morphing microrobots?
บ่อยครั้งที่ธรรมชาติอยู่ข้างหน้าของวิศวกร และ Videler และเพื่อนร่วมงานของเขามีรอยขีดข่วนเพียงพื้นผิวของวิธีการที่ Swift ใช้พกพาขนาดเล็กไปยังเที่ยวบินที่คล่องตัวเช่นนี้
ในการวิเคราะห์การค้นพบ Ulrike Muller และ David Lentink แห่ง Wageningen University ในเนเธอร์แลนด์กล่าวว่าความท้าทายต่อไปคือการหาวิธีที่ Swift ใช้การกวาดปีกตัวแปรเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบิน
"ในอนาคต" Muller และ Lentink เขียนในวารสาร "การควบคุมเที่ยวบินของ Swift อาจสร้างแรงบันดาลใจให้วิศวกรรุ่นใหม่ในการพัฒนายานพาหนะ microrobotic morphing ที่สามารถบินได้ด้วยความคล่องตัวประสิทธิภาพและความสามารถในการบินระยะสั้นและการลงจอดของแมลงและนก"
