Почему летает шмель

Почему летает шмель

Шмели не могут летать — миф или правда?

Существует» такой распространённый миф, что шмели, по всем законам физики, летать не могут. Очевидно, что это ложь, иначе шмели просто напросто не летали бы. Так откуда же появилась такая теория?

Кто-то говорит, что весь этот хаос начался еще много лет назад, когда два старых ученых решили как-то поужинать вместе, и немного не рассчитали количество спиртного, выпитого ими. Ученые специализировались в разных областях: один из них был биологом, другой – инженером. И вот, немного пообщавшись на разные темы, они вдруг начали говорить на темы профессиональные, каждый на свою. Биологу стало вдруг очень интересно узнать у инженера, как, с точки зрения физики, летает шмель. Инженер, решив показать свое остроумие и знание в своей области, быстренько выполнил несколько математических расчетов и пришел к выводу, что (черт возьми!) шмели не могут летать!


Сегодня, тема полностью укоренилась в поп-культуре. Множество сайтов содержат в себе записи об этом знании, и множество людей повторяют это, принимают, как факт, не стараясь разобраться в причине, почему же шмели все-таки летают.

Вполне возможно, что история о двух ученых является правдой, хотя с трудом верится, что почти весь мир поверил в рассказы пьяного инженера, который вел свои расчеты на грязной салфетке в баре. Кто-то говорит, что миф этот пошел из одной французской книги, напечатанной в 1934 году, которая называется «Полёт насекомых» (Le vol des insects), и которая гласит, что не только шмели, а вообще все насекомые не могут летать.

Другие рассказывают, что один немецкий физик по имени Людвиг Прантл виновен в распространении этого мифа, так как рассказывал о нем всем своим сверстникам.

Шмели не могут летать — миф или правда?

Третьи же обвиняют в ложных расчетах швейцарского физика, Джейкоба Аккерета.

Чтобы выяснить всю правду, ученые провели множество экспериментов, используя в них пчел. Самую интересную и результативную работу провел еще в 2001 году китайский ученый, Лийанг Зенг. Вместе со своей командой, профессор Зенг использовал специальные лазеры, предварительно прицепив маленькие светоотражающие панельки на спинках шмелей. Этот эксперимент был действительно очень результативным, так как Лийанг Зенг смог получить все необходимые данные, при этом, не привязывая пчел нитями к предметам, как это делали другие ученые в своих экспериментах. И также исследование было действительно очень интересным – только представьте себе комнату, в которой целая куча азиатских исследователей стреляет из лазеров в пчел с маленькими доспехами на спинках.

В ходе экспериментов выяснилось, что, в ранних работах, физики рассматривали полет шмеля как полет самолёта. Вся разница в том, что у самолёта крылья жёсткие, прямые, они не меняют своего положения, в отличие от крыльев у шмелей. Также крылья у шмелей относительно их размера намного легче, чем крылья самолета. Не зная всего этого, то есть, не принимая все эти условия в расчет, невозможно составить точные расчёты, так, чтобы они соответствовали действительности. Сопоставив между собой все новые данные, ученые пришли к выводу — полёт шмеля возможен.

Итак, примерно 80 лет назад, какой-то ученый или математик совершил грубую ошибку в своих подсчетах, которая затуманила мозги огромному количеству людей. И вот, на сегодняшний день, ученые всего мира стараются внушить нам, что не стоит верить на слово каким-либо слухам. Факт того, что шмели могут летать, проверен огромным количеством экспериментов, доказан множеством подсчетов, и нам больше не нужно верить в истину, написанную пьяным инженером на салфетке в баре.

Автор Artem

Запись опубликована 21 Август 2013 в разделе Общество

Шмели (лат. Bombus) — род перепончатокрылых насекомых, которые являются близкими родственниками медоносным пчёлам. Около 300 видов шмелей обитают в Северной Евразии, Северной Америке, Северной Африке, а также в горах некоторых других регионов.

Шмели — одни из самых холодостойких насекомых. Они способны, быстро и часто сокращая мышцы груди, ускоренно разогреть своё тело до необходимых 40 °C. Это позволяет им вылетать рано утром и собирать первый нектар, когда воздух ещё недостаточно прогрелся, и даёт шмелям определённое конкурентное преимущество перед другими видами насекомых.

Помогает шмелю греться его «шерсть» — она уменьшает теплопотери в два раза.

В полете 90 % всей энергии преобразуется в тепло, и потому температура летящего шмеля постоянна: 36"С при температуре окружающего воздуха 5°С, и 45°С — при 35°С в воздухе. При более высоких температурах шмель не может летать из-за перегрева. Хотя механизмы охлаждения у шмелей имеются: летящий шмель выпускает изо рта каплю жидкости, которая испаряется и охлаждает голову.

Шмель не способен поддерживать высокую температуру тела, когда сидит неподвижно.

Шмель развивает скорость 18 км/час.

Живут шмели колониями по 50-200 особей в каждой. В состав колонии входят три типа особей: самки, рабочие (неполовозрелые самки) и самцы. Основателем семьи является самка-матка, это одна из немногих перезимовавших оплодотворенных осенью самок. Ранней весной (конец апреля-май) матка в одиночку начинает устраивать гнездо.

Особенностью шмелей является то, что, в отличие от других общественных пчел, все личинки развиваются и выкармливаются вместе, в одной камере. В нормальных условиях самка, отложив 200—400 яиц, дающих рабочих, начинает откладывать яйца, из которых развиваются самки и самцы.

Уже очень давно было замечено, что в шмелиных гнездах перед рассветом появляется «трубач», который, как считалось, поднимает гудением соплеменников на работу.

Полёт шмеля

А оказалось, что он просто дрожит от холода. Ведь в предутренние часы температура у поверхности почвы сильно падает. Гнездо охлаждается и, для того чтобы согреть его, шмелям приходится усиленно работать грудными мышцами.

В жаркие дни можно увидеть шмеля у входа в гнездо, который трепещет крыльями. Он занимается вентилированием гнезда.

У шмелей, так же как и у пчёл, есть яд, но, в отличие от пчёл, шмели жало в коже человека не оставляют. А жалить соответственно могут много раз подряд.

Отдельные родственники шмелей под названием шмели-кукушки отличаются паразитическим образом жизни, они подкладывают свои личинки в ульи других шмелей, а кроме того мимикрируют под их окраску.

Существует распространенное заблуждение, что шмель летает вопреки законам аэродинамики. Вероятно, оно возникло в начале XX века при попытке применить к шмелю вычисления подъемной силы, предназначенные для самолетов. Физик Чжэн Джейн Ван из Корнелльского университета (США) доказала, что полет насекомых не нарушает физических законов. Для этого потребовалось много часов моделирования на суперкомпьютере сложного движения воздуха вокруг быстро движущихся крыльев. Ван отмечает, что старый миф о шмеле — просто следствие плохого понимания авиаинженерами нестационарной вязкой газовой динамики.

Из-за малой агрессивности шмелей они могут широко использоваться на садово-дачных участках. Существует даже отрасль такая под названием шмелеводство — разведение шмелей для опыления сельскохозяйственных культур с целью повышения их урожайности.

Слова знаменитой песни "Мохнатый шмель"из кинофильма "Жестокий романс" представляют собой весьма вольное переложение стихотворения Р. Киплинга The Gipsy Trail («Цыганская тропа»), опубликованного в номере журнала The Century за декабрь 1892 года. Кстати однажды Дмитрий Медведев, не будучи еще президентом РФ, исполнил эту песню на свадьбе друга, переодевшись цыганом, за что в благодарность получил кличку "Шмель".

Разоблачаем! Шмель летать не должен?

Родилось такое утверждение в начале XX века, когда бурно развивалось самолетостроение. Ученые того времени применяли к насекомому условия полетов по законам аэродинамики (вычисления силы, предназначенной для подъема в воздух тяжеловесных лайнеров).

Почему выбор пал на мохнатое насекомое? У шмеля относительно грузной массы тела маленькие по размеру крылышки. Это и привлекло внимание ученых.

Математические исчисления подходили для пчел, мух, бабочек, а вот к шмелям это применение по законам физики оказалось невозможным.

Прикольные статусы

Загадочное насекомое опровергало все математические выводы ученых. Что они сделали? Попытались вписать шмелиный полет к формулам, исчисляющим подъемную силу авиалайнера, забыв о том, что самолет не умеет махать крыльями.

В итоге, получив парадоксальный вывод о невозможности полета земляной пчелы, ученые заявили, что «шмель летать не может, но летает, нарушая законы физики». Но мохнатое насекомое физику не изучало и на лекциях не сидело. Ежедневно шмелики, радостно гудя крыльями, показывали, насколько наука бессильна.

Почему шмель летает?

Наука развивалась. Полет насекомого, то, с какой скоростью и как именно оно летает, удалось досконально снять на камеру. Взмахи крыльев просматривали в замедленном темпе, изучали траекторию движения. Какие выводы получили?

При интенсивной работе крылышек, их края образуют воздушные завихрения. Завихи убираются, как только крыло перестает взмахивать.
Эти завихрения воздуха обладают различной плотностью воздушного потока.

Разница в давлении воздуха создает силу подъемную, которая и поднимает бомбуса в воздух.

Та же бабочка или комар не могут сбрасывать воздушные завихрения, их полет заложен на планировании в потоке воздушных масс. Шмель летает вопреки законам аэроанализа, ведь его работающие крылышки рождают большую аэродинамическую силу. А возвратно-поступательные взмахи крыльев делали исследования передвижения насекомого слишком сложными и непредсказуемыми для аналитики.

Аэродинамическая поверхность с подвижной амплитудой генерирует гораздо большую подъемную силу, чем жестко фиксированное крыло. И крылышки шмеля создают одновременно не только возвратно-поступательные, но и ритмически-колебательные движения (за секунду крыло бомбуса совершает 300-400 таких взмахов).

Доказательную базу привела в середине XX века женщина-физик из Корнельского университета Чжэн Джейн Ван (Jane Wang). Она потратила много часов, моделируя за сверхмощным компьютером схему движения вихревых потоков, создаваемых шмелиными крыльями, и сделала окончательный вывод: «Шмель не нарушает аэродинамические законы. Его полет зависит от крыльевых завихрений. А при полете самолета воздух обтекает его».

Чжэн отметила, что миф о полете земляной пчелы – это следствие неграмотного понимания инженерами-авиаконструкторами нестационарной газово-вязкой динамики.

Лайнер, выстроенный со строгим соблюдением шмелиных пропорций, никогда бы не взлетел. Принципы работы крыльев земляной пчелы невозможно применить для авиастроения. Но в будущем, если появится модель вертолетов с гибкими, эластичными лопастями, полет шмеля пригодится авиаконструкторам!

источники
http://propochemu.ru/743
http://www.zoopicture.ru/s-tochki-zreniya-aerodinamiki-shmel-ne-mozhet-letat/
http://sfw.so/1149050608-interesnye-fakty-o-shmelyah.html

Вот вам еще интересная информация про ШЕРШНЯ, а вот Зачем Колибри убивает пчел

Читать полностью

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *