Вопреки очевидности, аппараты с завышенным центром тяжести лучше держат баланс при машущем полете, нежели привычные системы с пониженным центром масс.
Высокий центр масс: Полет бумажных пирамидок
Аппараты с завышенным центром тяжести лучше держат баланс при машущем полете, нежели более привычные нам системы с пониженным центром масс. Так показала работа, проведенная с помощью бумажных моделей в форме пирамиды

Казалось бы, элементарная логика и весь жизненный опыт подсказывают нам, что максимальной устойчивости любая система достигает при равномерном распределении ее массы, так, чтобы центр тяжести находился как можно ближе к медианной линии — и как можно ниже. Однако эксперименты показали, что это справедливо не всегда.

Работающие в США исследователи из группы Цзюн Чзана (Jun Zhang) разумно заметили, что наш опыт создания летающих аппаратов немногим превышает сотню лет, тогда как насекомые освоили воздух более 400 млн лет назад. При этом вопрос о том, как они умудряются сохранять баланс при машущем полете до сих пор во многом остается загадкой. Работа команды Чзана позволила обнаружить некоторые «насекомые хитрости», о которых до сих пор мы и не предполагали.

Авторы создали из бумаги условные модели летающего «насекомого» в форме пирамиды, и заставляли их зависать, паря в струе восходящего воздуха, то усиливающейся, то резко ослабевающей, — тем самым в некоторой степени имитировались аэродинамические условия машущего полета. Полет бумажных пирамидок снимался на видеокамеру, после чего анализировался кадр за кадром.

Модели различались лишь одним: положением центра масс, и выяснилось, что завышенное его положение способствует удержанию баланса при таком полете. Более того, при сниженном положении центра масс баланс удержать оказалось практически невозможно. Авторы полагают, что стабильный полет насекомых связан именно с этой особенностью — и в будущем она может стать важным элементом искусственных аппаратов с машущими крыльями.

По пресс-релизу New York University