szczerze mówiąc, nigdy nie przyszło mi do głowy testowanie latających wiewiórek w tunelu aerodynamicznym. Po prostu to widziałem: małe futrzaste stworki oblepione Sztuczną wichurą, ich maleńkie Oczy ściśnięte, gdy skakały, zanurzały się i wspinały się w imię badań naukowych.
ale wcale tak nie jest. Słodkie, małe stworzenia nie wytrzymały siły. Poza tym nie latają, tylko szybują. To długie, pełne wdzięku szybowanie skłoniło niektórych naukowców do badań w Muzeum Historii Naturalnej w Smithsonian.,
„zawsze interesowałem się morfologią funkcjonalną, pochodzeniem naczelnych, sposobem pracy zwierząt” – powiedział Brian Stafford, pracownik naukowy w muzeum, który napisał swoją pracę na temat ssaków szybowcowych. „Zainteresowałem się latającymi lemurami i to doprowadziło mnie do badań nad wszystkimi szybującymi ssakami.”
celem wykorzystania tunelu aerodynamicznego do badania latających wiewiórek—obiektów testowych, nawiasem mówiąc, są modele, które Stafford konstruuje ze stali i włókna szklanego—jest dowiedzieć się dokładnie, jak, pod względem fizycznym, to szybowanie odbywa się i jak ciała wiewiórek pracują, aby to osiągnąć., Jak zwierzęta są w stanie szybować 10 do 30 mil na godzinę?
Stafford współpracuje z Dickiem Thoringtonem, kuratorem ssaków w Natural History, którego zainteresowanie latającymi wiewiórkami sięga co najmniej 20 lat. Głównym celem projektu jest dowiedzieć się więcej o zwierzętach, Thorington powiedział. „Ale czy nie byłoby zabawnie, gdybyśmy odkryli coś użytecznego o tym, jak kontrolować lot lub zmniejszyć opór małych obiektów, takich jak małe latające roboty, które mogłyby być używane w fotografii lotniczej?,”
oprócz latających lemurów i latających wiewiórek, istnieje wiele innych latających ssaków, w tym torbacze, takie jak mysz wielkości pióro ogon glider i Sugar glider, które można znaleźć w sklepach zoologicznych, i łuskowaty ogon flying squirrel (Afrykański gryzoń, który wygląda jak wiewiórka, ale nie jest).
żaden z tych ssaków nie potrafi latać. Nie rozwijają ciągu. Nie zobaczysz też żadnego z nich, który złapie ciepło i spiralnie wzbije się w niebo. Są nadrzewne i wykorzystują swoje umiejętności szybowcowe do żeglowania z drzewa na drzewo.,
wśród największych latających wiewiórek jest japońska olbrzymka latająca wiewiórka, która mierzy dwie stopy od czubka głowy do czubka ogona, ma rozpiętość skrzydeł ponad półtora metra i waży do pięciu funtów. Ale niektóre latające wiewiórki są nie większe od twojej ręki. Na przykład, jeden z dwóch typów występujących w Ameryce Północnej i Środkowej waży zaledwie od dwóch do czterech uncji., Futro w Kolorze Buff i węgla drzewnego, duże oczy, długi płaski ogon i” skrzydła ” luźnej skóry, które rozciągają się od przedramion do tylnych nóg, czynią Nowy Świat latającymi wiewiórkami przystojnymi, choć nieco nietypowo wyglądającymi zwierzętami. Często gniazdują na strychach i okapach, choć łatwo je przegapić, ponieważ są takie małe, nocne i szybkie.
skrzydło, czyli patagium, wytwarza unoszenie, umożliwiając wiewiórkom szybowanie. Kiedy odwiedziłem Stafforda w Glenn L., Martin Wind Tunnel na University of Maryland w College Park, narysował serię rombów, aby pokazać mi, jak wyglądają skrzydła wiewiórki, gdy są rozłożone. Kwadratowy kształt jest szczególnie interesujący dla niego i Thoringtona. Nasza nowoczesna konstrukcja samolotu wydaje się być długa i wąska, więc zastanawiali się, jak działają kwadratowe skrzydła.
„Nie były tak skuteczne, jak wąskie konstrukcje pod względem przeciągania.”
wiewiórki mają też małą klapkę na patagium, rodzaj skrzydełka., Naukowcy zauważyli, że skrzydełka zwijają się w górę, podobnie jak końcówki na wielu skrzydłach samolotów. Jedna z teorii mówi, że pochylenie zmniejsza opór wokół końca skrzydła. Innym jest to, że działa stabilizując lub kontrolując poślizg. Lub ponownie, jak w samolotach komercyjnych, może zarówno zwiększyć wydajność lotu, jak i pomóc kontrolować i stabilizować poślizg. Teoria ta jest dość prawdopodobna, ponieważ winglet jest tak daleko od środka ciężkości, że ma przesadzony efekt.,
w 1999 roku Stafford spędził około dwóch miesięcy w Japonii, prowadząc badania z Takeo Kawamichi, profesorem, który od dziesięcioleci bada japońską gigantyczną latającą wiewiórkę. Obserwując wiewiórki na wolności, naukowcy nie spali noc po nocy, robiąc filmy i mierząc prędkość i odległości lotu zwierząt. Kiedyś Stafford zobaczył gigantyczną wiewiórkę o 2 w nocy, a raczej widział Oczy stworzenia świecące w ciemności. Nagle Oczy zniknęły. „Zamknął oczy, czy się poruszył? Są tak szybkie i ciche, że nie widać.,”
Było kilka doniesień o 500-metrowych szybach, „ale to było na stoku zjazdowym”, powiedział Stafford.
latające wiewiórki różnią się anatomicznie-wyjaśnił. „Wszystkie mają małą membranę między szyją a kończynami przednimi, a to wydaje się związane z tym, jak ślizgają się. Większe mają błonę między tylnymi odnóżami. Mniejsze zwierzęta nie mają tego, ale mają pióra podobne do ogonów. Jaka jest tego funkcja?,”
te pytania doprowadziły Stafforda i Thoringtona do tunelu aerodynamicznego i do współpracy z jego dyrektorem Jewel Barlow i kierownikiem badań, Robertem Ranzenbachem. Mam wycieczkę po tym niezwykłym urządzeniu z Barlowem. Weszliśmy do ogromnego pokoju z pochylonymi ścianami. Bez równoległych boków i kątów prostych obiekt tworzy dziwne iluzje optyczne. Z jednej strony, schowany na końcu 40-metrowej konstrukcji w kształcie pollywoga, jest sam wentylator, który ma średnicę 19 stóp i ma silnik elektryczny o mocy 2000 koni mechanicznych., Obraca siedem łopatek śmigła zmodyfikowanych z bombowca B-29 i może generować wiatr do 230 mil na godzinę. Naprzeciwko wentylatora w części zamkniętego obwodu tunelu znajduje się Obszar testowy z oknem obserwacyjnym.
aby przetestować wpływ wiatru, potężny wentylator uderza strumieniem powietrza na obiekty takie jak samoloty, łodzie, samochody, „wszystko, co wieje wiatr lub cokolwiek, co porusza się przez wodę lub powietrze”, powiedział mi Barlow. W tym konkretnym tunelu aerodynamicznym przeprowadzono wiele eksperymentów, aby ocenić, w jaki sposób różne koncepcje projektowe wpływają na aerodynamikę nowych samochodów., Korzystając z modeli w skali trzech ósmych, które mają około sześciu stóp długości, producenci samochodów starają się dowiedzieć, jaki jest poziom oporu dla konkretnego projektu, lub stopień hałasu wiatru lub rozkładu zanieczyszczeń, a nawet wydajność wycieraczek w porywisty dzień.
„przeprowadzamy również eksperymenty dotyczące przepływu wiatru wokół budynków” – dodał Barlow. „Mierzymy rozkład ciśnienia na modelach, co pomaga konstruktorom projektować okna i szklane ściany.,”
niedawno w telewizji widziałem pogodynkę stojącą w komorze testowej, przykutą do stalowej podłogi, podczas gdy on volubly opisywał, jak to jest stać w huraganie. Przy prędkości 100 mil na godzinę policzki mu drżały, uszy mu trzepotały i przestał mówić.
Stafford zbudował model naturalnej wielkości wiewiórki z gliny, włókna szklanego i stalowych prętów, odtwarzając dokładny kształt skrzydła i kilka poziomów pochylenia lub krzywizny skrzydła.
„obecnie testujemy stabilne wzorce lotu. Nie mamy jeszcze danych do badania zwrotów., Skrzydło musi być całkowicie stabilne do tego typu testów, dlatego modele budujemy ze stali.”
Stafford tworzy kilka odmian modeli, które będą naśladować różne cechy latających wiewiórek. „Istnieje wiele różnic. Na przykład przetestujemy jeden model z wingletami wygiętymi do góry, a drugi z wingletami trzymanymi płasko. Porównując wyniki tych badań będziemy w stanie określić funkcję wingletów. Będziemy wiedzieć, co robią., Budujemy 26 różnych modeli, mających na celu przetestowanie naszych hipotez dotyczących funkcji różnych konstrukcji skrzydeł.”
Kiedy słucham tego wszystkiego, pojawia mi się większe pytanie: po co w ogóle ślizgać się? „Szybowanie może zaoszczędzić energię przechodzącą z drzewa na drzewo” – powiedział Stafford. „Unikanie drapieżników może być również czynnikiem. Szybowanie może być po prostu najszybszym sposobem dla tych zwierząt, aby dostać się z jednego miejsca do drugiego, lub dostać się do szeroko rozproszonych źródeł żywności.”
szukając odpowiedzi, Stafford nagrywał lokalne szare wiewiórki—nie-Szybowce—na wolności, aby porównać ich zachowanie z zachowaniem szybowców.,
będąc nocnymi, latające wiewiórki muszą mieć dobry wzrok. „Mimo to, często triangulują odległość. Widać, jak ich głowy drżą tuż przed startem.”
Oczy latającej wiewiórki są zwrócone ku bokom głowy, dzięki czemu zwierzę może dostrzec atakujących nadchodzących z dowolnego kierunku. Ale ten fakt, plus mały rozmiar głowy, nie powoduje Wielkiej percepcji głębi. Dlatego planowany tor lotu musi być sprawdzany pod kilkoma kątami, aby ustalić wykonalną paralaksę.,
czasami Wiewiórka spadnie jak kamień na kilka przerażających jardów po starcie, aby zyskać prędkość. Obraca się opuszczając jedną rękę, jak dziecko bawiące się w pilota. Pomyślałem, że to musi być ekscytujące oglądać stworzenie pozornie w środku ewolucyjnej zmiany, i chciałem wiedzieć, dokąd to wszystko prowadzi: czy wiewiórki kiedyś wypełnią niebo jak ptaki?
Stafford musiał się uśmiechnąć. „Ewolucja niekoniecznie jest kierunkowa. Istnieją wszelkiego rodzaju zwierzęta szybujące-Ssaki, jaszczurki, ryby – ale ich rozwój niekoniecznie zmierza donikąd. Szybowanie może być celem samym w sobie.”
Leave a Reply