Чтобы понять биомеханику полета бабочки, группа японских ученых создала точную функциональную копию бабочки-парусника — крошечный орнитоптер.
Полет бабочки: Хрупкая машина
Papilio cresphontes - одна из бабочек семейства парусников Фото - Mike Quinn

Среди всего разнообразия бабочек, семейство парусников (Papilionidae) отличается очень большой площадью крыльев по отношению к массе насекомого, поэтому частота взмахов и амплитуда движения крыльев невелика.

В результате способность парусников активно контролировать подъемную силу также весьма ограничена, движение их тела вперед представляет собой пассивную реакцию на простые взмахи крыльев, а не (как у большинства других бабочек) результат активного управления полетом.

Для подтверждения того, что парусники могут лететь вперед только благодаря машущим движениям крыльев, инженеры Хирото Танака (Hiroto Tanaka) и Исао Шимояма (Isao Shimoyama) построили реалистичную модель бабочки в натуральную величину. Конструкция крошечного орнитоптера воспроизводит не только форму крыльев парусника, но и их строение — расположение жилок и ячеек крыла.

Используя программное обеспечение, анализирующее движение, исследователи смогли отследить аэродинамические особенности полета модели и получить подтверждение того, что прямолинейный полет возможен без активного контроля со стороны насекомого, просто выполняющего однообразные взмахи крыльями.

Но крошечная машина не может рассказать слишком много об особенностях полета бабочек, считает Роберт Дадли (Robert Dudley), физиолог из Университета Калифорнии, один из соавторов исследования.

«Техническая сторона работы впечатляет, но целый ряд проблем биологии и аэродинамики требует дополнительного внимания» — Дадли написал в электронном письме для Wired.com.

Моделирование полета бабочки — на самом деле гораздо более интересная задача, ведь в природе бабочки не летают «по прямой». Они порхают по сложным траекториям, что, по словам Дадли, является защитным поведением — хищники при взгляде на хаотические движения бабочек предпочитают убраться восвояси и поискать себе на обед что-нибудь более предсказуемое и уловимое.

Японские исследователи смогли заставить своего пластикового летуна выполнить некое подобие такого хаотического полета, но разница с поведением живой бабочки была столь велика, что извлечь из этой модели какие-либо уроки для биологов представляется невозможным.

«В этом подходе нет никаких принципиальных ошибок, но возможности модели весьма ограничены», — говорит Дадли.

По сообщениям Wired.com и PhysOrg.com