eerlijk gezegd zou het nooit bij me opgekomen zijn om vliegende eekhoorns te testen in een windtunnel. Ik kon het gewoon zien: kleine harige dingen geteisterd door de kunstmatige Storm, hun kleine ogen dichtgedrukt als ze banked en dipped en klommen in de naam van wetenschappelijk onderzoek.
maar zo is het helemaal niet. De schattige kleine schepsels konden de kracht niet weerstaan. Trouwens, ze vliegen niet echt, ze glijden. En het is dit lange, sierlijke glijden dat aanleiding is voor een studie door sommige wetenschappers in het Smithsonian ‘ s Museum of Natural History., “I was always interested in functional morfology, in the origin of primates, in how animals work,” said Brian Stafford, a research associate at the museum who did his thesis on gliding mammals. “Ik begon met vliegende maki’ s, en dat leidde me tot onderzoek naar alle zweefzoogdieren.”
Het doel van het gebruik van een windtunnel om vliegende eekhoorns te bestuderen—de proefpersonen zijn trouwens modellen die Stafford maakt van staal en glasvezel—is om uit te vinden hoe, in termen van fysica, dit glijden wordt gedaan en hoe het lichaam van de eekhoorns werkt om dit te bereiken., Hoe kunnen de beestjes 10 tot 30 mijl per uur glijden?Stafford werkte samen met Dick Thorington, conservator van zoogdieren bij Natural History, wiens interesse in vliegende eekhoorns minstens 20 jaar teruggaat. Het belangrijkste doel van het project is om meer te leren over de dieren, Thorington zei. “Maar zou het niet leuk zijn als we iets nuttigs zouden ontdekken over hoe je de vlucht kunt controleren of de weerstand kunt verminderen op kleine objecten, zoals kleine vliegende robots die gebruikt kunnen worden in luchtfotografie?,”
naast vliegende maki ‘ s en vliegende eekhoorns zijn er nog een aantal andere vliegende zoogdieren, waaronder buideldieren zoals de muis-size feather-tail glider en de sugar glider, die je kunt vinden in dierenwinkels, en de schilferige staart vliegende eekhoorn (een Afrikaans knaagdier dat op een eekhoorn lijkt, maar dat niet is).
geen van deze zoogdieren kan echt vliegen. Ze ontwikkelen geen stuwkracht. En jij zult geen van hen een hitte zien opvangen en naar de hemel opstijgen. Ze zijn boombestendig, en ze gebruiken hun zweefvaardigheden om van boom tot boom te varen.,een van de grootste vliegende eekhoorns is de Japanse reuzeneekhoorn, die twee meter van de top van zijn kop tot het puntje van zijn staart meet, een spanwijdte van meer dan anderhalve meter heeft en tot vijf pond weegt. Maar sommige vliegende eekhoorns zijn niet groter dan je hand. Bijvoorbeeld, een van de twee soorten gevonden in Noord-en Midden-Amerika weegt slechts twee tot vier ounces., Buff-en houtskool-kleurige vacht, grote ogen, een lange platte staart en “vleugels” van losse huid die zich uitstrekken van de onderarmen naar de achterpoten maken de nieuwe wereld vliegende eekhoorns knap maar enigszins ongewoon ogende dieren. Ze nestelen vaak in zolders en dakranden, hoewel je ze gemakkelijk kunt missen omdat ze zo klein, nachtelijk en snel zijn.
de vleugel, of patagium, produceert lift, waardoor de eekhoorns kunnen glijden. Toen ik Stafford bezocht in de Glenn L., Martin Wind Tunnel aan de Universiteit van Maryland in College Park, tekende hij een reeks Ruiten om me te laten zien hoe eekhoornvleugels eruit zien als ze uitgespreid zijn. Het is de vierkante vorm die van bijzonder belang is voor hem en Thorington. Ons moderne vliegtuigontwerp heeft de neiging om lang en smal te zijn, dus vroegen ze zich af hoe de vierkante vleugels werkten.”Square wings for aircraft were investigated in the early days but didn’ t progress, ” zei Thorington. “Ze waren niet zo efficiënt als smalle ontwerpen in termen van drag.”
eekhoorns hebben ook een klein flapje op hun patagium, een soort vleugeltje., De wetenschappers merkten dat de winglets omhoog krullen, zoals de uiteinden van veel vliegtuigvleugels. Een theorie is dat de helling de weerstand rond het uiteinde van de vleugel vermindert. Een ander is dat het werkt om de glijbaan te stabiliseren of te controleren. Of opnieuw, zoals in commerciële vliegtuigen, kan het zowel de vluchtefficiëntie verhogen en helpen de glijbaan te controleren en te stabiliseren. Deze theorie is zeer waarschijnlijk, omdat de winglet zo ver van het zwaartepunt ligt dat het een overdreven effect heeft.,in 1999 verbleef Stafford ongeveer twee maanden in Japan om onderzoek te doen bij Takeo Kawamichi, een professor die de Japanse reuzenvliegende eekhoorn al tientallen jaren bestudeert. Terwijl ze de eekhoorns in het wild observeerden, bleven de wetenschappers nacht na nacht op om video’ s te maken en de snelheid en vliegafstanden van de dieren te meten. Stafford zag ooit een grote eekhoorn om 2 uur ‘ s nachts, of liever gezegd, hij zag de ogen van het wezen gloeien in het donker. Plotseling verdwenen de ogen. “Deed hij net zijn ogen dicht, of bewoog hij? Ze zijn zo snel en stil dat je het niet kunt zien.,”
De Japanse reuzenvliegende eekhoorn zweefde bijna 160 voet lang. Er zijn enkele meldingen geweest van 500-voet glijden, “maar dat was op een afdaling,” zei Stafford.vliegende eekhoorns variëren anatomisch, legde hij uit. “Alle hebben een klein membraan tussen de nek en de voorpoten, en dit lijkt gerelateerd aan hoe ze glijden. Grotere hebben een membraan tussen de achterpoten. De kleinere dieren hebben dit niet, maar wel vederachtige staarten. Wat is de functie daarvan?,deze vragen brachten Stafford en Thorington naar de windtunnel en in samenwerking met haar directeur, Jewel Barlow, en research manager, Robert Ranzenbach. Ik kreeg een rondleiding door dit opmerkelijke apparaat met Barlow. We gingen een grote kamer binnen met kantelbare muren. Zonder parallelle zijden of rechte hoeken zorgt de faciliteit voor vreemde optische illusies. Aan de ene kant, verscholen aan het einde van een 40-voet lange pollywog-vormige structuur, is de ventilator zelf, die is 19 voet in diameter en heeft een 2000-pk elektrische motor., Het draait zeven schroefbladen aangepast van een B-29 bommenwerper en kan Wind genereren tot 230 mijl per uur. Tegenover de ventilator in een gedeelte van een gesloten tunnelcircuit bevindt zich het testgebied met een observatievenster.
om de impact van de wind te testen, blaast de krachtige ventilator een stroom lucht op objecten zoals vliegtuigen, boten, auto ‘ s, “alles waar de wind op blaast of alles wat door water of lucht beweegt,” vertelde Barlow me. Bij deze specifieke windtunnel worden veel experimenten uitgevoerd om te evalueren hoe verschillende ontwerpconcepten de aerodynamica van nieuwe auto ‘ s beïnvloeden., Met behulp van drie-achtste schaal modellen die ongeveer zes voet lang, autofabrikanten proberen uit te vinden wat het niveau van de weerstand is voor een bepaald ontwerp, of de mate van wind lawaai of puin distributie, zelfs Ruitenwisser efficiëntie op een winderige dag.
” We voeren ook experimenten uit op windstroming rond gebouwen, ” voegde Barlow eraan toe. “We meten de drukverdeling op modellen, wat de constructeurs helpt bij het ontwerpen van ramen en glazen wanden.,niet zo lang geleden zag ik op TV een weerman in een testkamer staan, geketend aan de stalen vloer, terwijl hij volubly beschreef hoe het is om in een orkaan te staan. Met 100 mijl per uur golfde zijn wangen, zijn oren klapten en hij stopte met praten.
Stafford heeft modeleekhoorns gebouwd van klei, glasvezel en stalen staven, die de exacte vleugelvorm en verschillende niveaus van camber of vleugelkromming weergeven.
” we testen nu stabiele mid-flight patronen. We hebben de gegevens nog niet om bochten te bestuderen., De vleugel moet volledig stabiel zijn voor dit soort testen, daarom bouwen we de modellen van staal.”
Stafford creëert verschillende variaties van modellen die de verschillende kenmerken van vliegende eekhoorns nabootsen. “Er zijn veel verschillen. Bijvoorbeeld, we zullen het ene model testen met de winglets naar boven gebogen, en het andere met de winglets plat gehouden. Door de resultaten van deze tests te vergelijken kunnen we de functie van de winglets bepalen. We zullen weten wat ze doen., We bouwen 26 verschillende modellen, ontworpen om onze hypothesen over de functie van verschillende vleugelstructuren te testen.”
terwijl ik naar dit alles luister, komt er een grotere vraag bij me op: waarom glijden? “Glijden kan energie besparen krijgen van boom naar boom,” zei Stafford. “Het vermijden van roofdieren kan ook een factor zijn. Glijden kan gewoon de snelste manier voor deze dieren om van de ene plaats naar de andere, of krijgen om wijd verspreid voedselbronnen.”
Op zoek naar antwoorden, filmt Stafford lokale grijze eekhoorns—de niet-zweefvliegtuigen—in het wild om hun gedrag te vergelijken met dat van zweefvliegtuigen.,omdat vliegende eekhoorns nachtdieren zijn, moeten ze goed kunnen zien, zei hij. “Toch bepalen ze vaak de afstand. Je kunt zien hoe hun hoofden kloppen net voordat ze opstijgen.”
de ogen van de vliegende eekhoorn liggen aan de zijkanten van het hoofd, zodat het dier aanvallers uit elke richting kan zien komen. Maar dit feit, plus de kleine grootte van het hoofd, zorgt niet voor een grote diepteperceptie. Dat is de reden waarom de beoogde vliegbaan moet worden gecontroleerd vanuit verschillende hoeken om een werkbare parallax vast te stellen.,
soms zal een eekhoorn vallen als een steen voor een paar angstaanjagende meters na het opstijgen om snelheid te krijgen. Het draait door een arm te laten zakken, net als een kind dat piloot speelt. Ik dacht dat het spannend moest zijn om een wezen te zien dat schijnbaar midden in een evolutionaire verandering zit, en ik wilde weten waar dit allemaal toe leidde: zouden eekhoorns op een dag de hemel vullen als vogels?
Stafford moest lachen. “Evolutie is niet noodzakelijk gericht. Er zijn allerlei soorten glijdende dieren-zoogdieren, hagedissen, vissen-maar hun ontwikkeling gaat niet per se ergens heen. Glijden kan een doel op zich zijn.”
Leave a Reply