Аэродинамика сидящих птиц может повлиять на конструкцию самолета
Команда, возглавляемая докторантом аэрокосмической техники Дибией Раджем Адхикари, обнаружила, что размашистое движение, которое изменяет форму птичьего крыла, увеличивает подъемную силу и позволяет лучше контролировать аэродинамические силы во время приземления.
Если вы когда-нибудь наблюдали, как птица приземляется на ветку дерева, вы могли заметить, что она быстро поднимает крылья вверх под большим углом, чтобы совершить плавную посадку. Однако некоторые птицы приземляются, складывая крылья, когда садятся на насест, создавая размашистое движение при замедлении.
Чтобы раскрыть тайну этих различий в движении, группа исследователей из Департамента механики и аэрокосмической техники UCF изучила аэродинамику маневров с усаживанием птиц и их значение для проектирования самолетов. Выводы исследователей были недавно опубликованы в журнале Physical Review Fluids, а их статья также опубликована в Physics , онлайн-журнале Американского физического общества.
Команда, возглавляемая докторантом аэрокосмической техники Дибией Раджем Адхикари, обнаружила, что размашистое движение, которое изменяет форму птичьего крыла, увеличивает подъемную силу и позволяет лучше контролировать аэродинамические силы во время приземления.
«Полное понимание этого маневра приземления помогло бы количественно оценить характеристики естественных летчиков и помочь в разработке более безопасного самолета», — говорит Адхикари. «Этот маневр усаживания также позволяет птицам плавно приземляться на небольшом расстоянии. Таким образом, маневр усаживания с конфигурацией стреловидного крыла может быть вариантом, когда расстояние до взлетно-посадочной полосы является проблемой».
Чтобы имитировать движение крыльев птиц, команда использовала алюминиевые пластины, которые они протолкнули через резервуар с водой, содержащий стеклянные сферы с серебряным покрытием. Прямоугольная пластина использовалась для имитации прямого крыла, а коническая пластина использовалась для имитации сложенного крыла. Пластины перемещались с постоянной скоростью в течение нескольких секунд, затем наклонялись и смещались к стенке резервуара во время замедления, чтобы имитировать качку и взмах крыльев птицы при приземлении.
Исследователи обнаружили, что движение стреловидного крыла стабилизировало вихрь передней кромки, один из основных механизмов, увеличивающих подъемную силу. Эта стабилизация в конечном итоге приводит к лучшей посадке птиц и, возможно, самолетов.
Адхикари работал над этим исследованием под руководством доцента Самика Бхаттачарьи, чья предыдущая работа привлекла его в UCF. «Во время учебы в магистратуре я работал над биологическим полетом с использованием экспериментальных методов», — говорит Адхикари. «Я хотел больше узнать в этой области, и я нашел Самика Бхаттачарью, который занимается подобным исследованием здесь, в UCF».
