Стрекоза похожа на вертолет: Прообразы вертолётов в природе

Содержание

Стрекоза и вертолёт

Известно, что вертолёт, обладая всеми лётными качествами, присущими самолёту, имеет ряд особенностей:

может взлетать с места без предварительного разбега;
неподвижно висеть в воздухе на нужной высоте;
передвигаться поступательно во всех направлениях;
производить повороты в любом направлении как во время поступательного движения, так и при зависании;
садиться на маленькую площадку без последующего пробега.

Никого не узнали? Точно, всё это умеет делать стрекоза! И именно она стала прообразом современного вертолёта.

У стрекозы чрезвычайно сложный механизм полёта. Её тело имеет винтовую структуру, которая будто покрыта металлом. Два крыла расположены крестообразно на теле, которое имеет окраску от светло-голубого до насыщенного красно-коричневого цвета. Именно такая структура тела позволяет стрекозе прекрасно маневрировать.

Полет.

Независимо от того, в каком направлении или с какой скоростью она летит, стрекоза может остановиться в любую секунду и продолжить свой полёт в противоположном направлении.

Во время охоты стрекоза может зависнуть в воздухе.

А может и разогнаться до огромной (для насекомых) скорости — 40 км/час.
Когда при такой скорости стрекоза сталкивается со своей добычей, сила удара при столкновении получается очень высокой.
Но стрекоза имеет очень прочный и эластичный панцирь, который смягчает воздействие удара, чего нельзя сказать о добыче. Которая «теряет сознание» или даже умирает от такого столкновения.

Глаз стрекозы

Он считается самой сложной структурой глаза среди всех насекомых.

Каждый глаз содержит около 30 000 линз. Эти глаза занимают почти половину головы и дают насекомому очень широкое поле зрения, благодаря которому она может видеть даже то, что происходит у неё за спиной.

Крылья

Они настолько сложно устроены, что любое представление об их случайном натуралистическом происхождении, кажется простой бессмыслицей.

После столкновения задние лапки стрекозы берут на себя роль самого смертельного оружия. Лапки вытягиваются и захватывают оглушенную добычу, которая затем быстро разрывается на части и съедается при помощи мощных челюстей.

В целом организм стрекозы — это совокупность множества систем, каждая из которых имеет уникальную и совершенную структуру.

Как выглядит вертолет-стрекоза?

Игорь Иванович Сикорский, всемирно известный авиаконструктор, который жил и работал в США, создал свой серийный вертолёт одновинтовой схемы, взяв за образец стрекозу.

Компания IBM, которая помогала Сикорскому в этом проекте, начала с того, что перенесла модель стрекозы в компьютер (IBM 3081).

Две тысячи специальных воспроизведений были сделаны на компьютере, которые копировали маневры стрекозы в воздухе. В результате наблюдений за поведением стрекозы и появился вертолёт.

Вам интересно читать про этих насекомых? Или о том, кого еще вдохновили стрекозы и на что именно?

Читайте мою рубрику «Стрекоза»

Дракон на вираже. Как стрекоза вдохновила человека на создание вертолёта.

Новости общества

Из всех насекомых стрекоза кажется человеку самой миролюбивой: не лезет в дома, не кусается, не пищит всю ночь под ухом. А для насекомых она самый страшный убийца, не дающий шанса на выживание.

Дед, бабка и красотка

В Бразилии водятся свыше 800 видов стрекоз, в тропиках – около 140, а в нашей области учёные из БелГУ насчитали порядка 40 видов этого маленького хищника.

Независимо от географии обитания их делят на равнокрылых и разнокрылых. У первого подотряда все четыре крыла примерно равны, у второго – передняя пара отличается от задней. Равнокрылые обычно меньше по размеру и медленнее летают.

Самой большой стрекозой у нас считается дозорщик-император (достигает 8 см в длину), но она занесена в региональную Красную книгу как исчезающий вид. А самые распространённые – стрелки с прозрачными крыльями и затейливым рисунком на брюшке, бледные плосконожки, изящные бронзово-зелёные лютки. Обычны нашему глазу кроваво-красная и голубая стрекозы. Реже на лугах можно понаблюдать за стрекозой коромысло.

«Встречаются довольно забавные названия, например красотка блестящая. Она действительно хороша: узенькая, с ярким сине-зелёным отливом и металлическим блеском. Ещё есть бронзовая бабка, обыкновенный дедка, красотка-девушка», – перечисляет доцент кафедры биологии БелГУ Оксана Воробьёва.

Пилот от Бога

Как гепард среди животных, стрекоза лидирует среди насекомых по скорости передвижения. Самые крупные её виды могут соревноваться с автомобилями: они способны разогнаться до 100 км/час. Но большинство «жмут» вполовину меньше – и всё равно это быстрее, чем скорость бегуна на Олимпийских играх (около 40 км/час).

Молниеносность плюс манёвренность делают её идеальной охотницей – она нападает так быстро и внезапно, что в 95 % случаев жертва просто не успевает отбиться от атаки. Для сравнения: даже у акул и львов осечки случаются чаще. Стрекоза способна с математической точностью просчитать траекторию движения зазевавшейся козявки и резко стартануть с места в нужную точку. Разгоняясь, она врезается в букашку, оглушая её. Но себе при этом вреда не наносит – благодаря плотным хитиновым доспехам.

Всё дело в удивительном строении её крыльев – они создают такую манеру полёта, что, кажется, игнорируют любые законы физики. Она может заставить каждое крыло двигаться отдельно, за доли секунды «переключить передачу», на полном лету сменив скорость и направление, и даже летать задом наперёд.

Фото: Павел Колядин

Муза Сикорского

Но именно её свойство подолгу зависать в воздухе (высматривая добычу) послужило идеей для создания вертолёта. Всемирно известный авиаконструктор Игорь Сикорский спроектировал свой вертолёт одновинтовой схемы, наблюдая за полётом стрекозы. Тысячи снимков этого насекомого помогли воссоздать в компьютере модель, копирующую её манёвры.

Тело стрекозы имеет винтовую структуру, будто покрытую металлом. Крылья расположены крестообразно и имеют небольшие утолщения – крыловые глазки, или птеростигмы. Они помогают избежать вибрации во время полёта. Подобную конструкцию используют на самолётах авиационные конструкторы, чтобы не допустить поломки крыльев. Благодаря такой аэродинамике, стрекоза может поднять в воздух вес, в 15 раз превышающий её собственный!

Ещё одно её сходство с техникой – глаза-фары.

«На самом деле они состоят из десятков тысяч маленьких глазков – фасеток, – поясняет Оксана Воробьёва. – Под микроскопом это напоминает мозаику. Причём верхняя часть глаз отвечает за цвет изображения, а нижняя – за его очертания».

Глаза стрекозы считаются самой сложной структурой глаза среди всех насекомых в мире. Они занимают половину её головы и дают обзор почти на 360 градусов! Стрекоза может видеть даже то, что позади. Потому к ней так трудно подобраться с сачком.

А вот отменным обонянием стрекоза похвастаться не может: она чувствует только некоторые запахи.

В воде и на суше

Если вы, будучи на рыбалке, разглядели в воздухе двух слипшихся стрекоз – знайте, в нём зарождается новая жизнь. Помимо половых различий, самец от самки часто отличается окрасом. Биологи называют это диморфизмом.

Все стрекозы ведут амфибиотный образ жизни – это когда яйца и личинки развиваются в воде, а имаго (взрослые) осваивают сушу и воздушное пространство.

«Самки откладывают яйца либо сразу в водоём, либо, как лютки, делают надрез в растении и скидывают их туда. Из яиц вылупляются личинки – их называют наядами. Личинки могут прожить в воде несколько лет! А став взрослой и летающей, стрекоза проживёт всего одно лето», – рассказывает биолог.

Выходит, привирает легендарная басня Крылова, где стрекоза лето красное пропела, потому и осталась замерзать. Замёрзла бы она в любом случае, а так хоть не обидно. Правда, есть индивиды, которые мигрируют на дальние расстояния, подобно птицам. И тут им тоже нет равных среди насекомых – отдельные виды способны преодолеть даже океан.

Фото: Павел Колядин

Как торпеда

Пока наяды живут под водой, они охотятся на других личинок (не брезгуя и собратьями), головастиков и даже мальков – словом, на всё, что пролезет в рот. А рот у них необычный: при приближении жертвы наяда резко выбрасывает вперёд маску – что‑то вроде нижней губы с зубами, – цепляя и подтягивая её. К тому же их своеобразное зрение позволяет различать в воде то, что движется.

А в это время их родители наверху охотятся на комаров, мошек, мух и прочих нарушителей человеческого сна. Потому что все стрекозы – хищники. Они прожорливы, непривередливы и за день могут умять в разы больше своего веса. Их челюсти раздвигаются почти на всю голову, потому они расправляются с едой прямо в воздухе, даже не приземляясь. Стрекоза начинает охоту на рассвете, а с сумерками прячется в растительности и спит.

Ещё одно отличие взрослой особи – в способе дыхания. У крылатых он трахейный (как и у многих насекомых), а личинки дышат через кишку кислородом, растворённым в воде. Наяды умеют выпускать из этой самой кишки струю воды, чтобы получать ускорение, подобно торпеде.

Во время жизни под водой наяда может сменить свою хитиновую шкурку больше десяти раз. В последнюю линьку она выбирается из воды и, наконец, обретает крылья.

В Интернете описывают случаи, когда большая стрекоза укусила человека.

«У нас таких нет, для нас она совершенно неопасна, – успокаивает Оксана Воробьёва. – Она скорее приносит пользу человеку, поедая вредных насекомых. Однако неумеренный аппетит личинок наносит ущерб рыбным хозяйствам. Ведь они поедают не только мальков, но и основную пищу мелких рыб».

Восемь фактов о стрекозе

1. Есть специальная наука, которая занимается изучением именно этих насекомых, – одонатология
2. Их едят на Бали вместе с кокосовым молоком
3. У них шесть ног, но ходить они не умеют
4. В Древней Руси стрекозами называли кузнечиков
5. Пчела машет крыльями около 200 раз в секунду, а стрекоза – всего 30, хотя летает быстрее
6. Наяд активно используют рыболовы для наживки
7. Греясь на солнце, стрекоза использует свои блестящие крылья как отражатели, чтобы как можно больше лучей попало на тело
8. На японском острове Сикоку есть парк «Королевство стрекоз» – в нём всё посвящено этому насекомому.

Анна Морозова

Новости ВРФ

Inspiration for Helicopters: The Dragonfly

Автор: A. O.

Вид стрекозы так же впечатляет, как и ее способность выполнять внезапные маневры на высокой скорости.

Вдохновение для вертолетов: Стрекоза

Система полета этих насекомых — не что иное, как чудо дизайна. Ведущий мировой производитель вертолетов Sikorsky завершил проектирование одного из своих вертолетов, взяв за образец стрекозу.[1] IBM, которая помогала Сикорскому в этом проекте, начала с того, что поместила модель стрекозы в компьютер (IBM 3081).

Две тысячи специальных визуализаций были сделаны на компьютере с учетом маневров стрекозы в воздухе. Поэтому модель Сикорского для перевозки личного состава и артиллерии была построена на примерах, полученных от стрекоз.

Жиль Мартин, фотограф-натуралист, в течение двух лет изучал стрекоз и также пришел к выводу, что у этих существ чрезвычайно сложный механизм полета.

Тело стрекозы выглядит как спиралевидная конструкция, обернутая металлом. Два крыла крест-накрест расположены на теле, которое имеет цветовую градацию от ледяного синего до темно-бордового. Благодаря такому строению стрекоза обладает превосходной маневренностью. Независимо от того, с какой скоростью или направлением он уже движется, он может тут же остановиться и начать полет в противоположном направлении.

Кроме того, он может оставаться в воздухе для охоты. В таком положении он может довольно быстро двигаться к своей добыче. Он может разогнаться до удивительной для насекомого скорости: 25 миль в час (40 км/ч), что было бы идентично бегу спортсмена на 100 метров на Олимпийских играх со скоростью 24,4 мили в час (39 км/ч).

На такой скорости он сталкивается со своей добычей. Шок от удара довольно сильный. Однако арсенал стрекозы очень устойчив и очень гибок. Гибкая структура его тела поглощает удары при столкновении. Однако этого нельзя сказать о его добыче. Добыча стрекозы теряла сознание или даже погибала от удара.

После столкновения задние лапы стрекозы берут на себя роль ее самого смертоносного оружия. Ноги вытягиваются вперед и захватывают потрясенную добычу, которая затем стремительно расчленяется и пожирается мощными челюстями.

Вид стрекозы так же впечатляет, как и ее способность выполнять внезапные маневры на высокой скорости. Глаз стрекозы считается лучшим примером среди всех насекомых. У него есть пара глаз, каждый из которых имеет около тридцати тысяч различных линз. Два полусферических глаза, каждый размером почти в половину головы, обеспечивают насекомому очень широкое поле зрения. Благодаря этим глазам стрекоза может почти следить за своей спиной.

Таким образом, стрекоза представляет собой совокупность систем, каждая из которых имеет уникальную и совершенную структуру. Любая неисправность в любой из этих систем приведет к выходу из строя других систем. Однако все эти системы созданы безупречно, а значит, тварь живет.

Механика полета

Крылья мух колеблются в соответствии с электрическими сигналами, проводимыми нервами. Например, у кузнечика каждый из этих нервных сигналов приводит к одному сокращению мышцы, которая, в свою очередь, приводит в движение крыло. Две противоположные группы мышц, известные как «поднимающие» и «грузящие», позволяют крыльям двигаться вверх и вниз, тянясь в противоположных направлениях.

Кузнечики взмахивают крыльями от двенадцати до пятнадцати раз в секунду, но более мелким насекомым для полета требуется более высокая скорость. Например, в то время как медоносные пчелы, осы и мухи взмахивают крыльями от 200 до 400 раз в секунду, эта скорость достигает 1000 у москитов и некоторых паразитов длиной 1 мм.

Еще одним явным свидетельством совершенного творения является летающее существо длиной 1 мм, которое может взмахивать крыльями с невероятной скоростью тысячу раз в секунду, не сжигая, не разрывая и не изнашивая насекомое.

Когда мы внимательно изучаем этих летающих существ, наше восхищение их дизайном возрастает.

Было упомянуто, что их крылья активируются с помощью электрических сигналов, проводимых по нервам. Однако нервная клетка способна передавать максимум 200 сигналов в секунду. Тогда как маленькие летающие насекомые могут совершать 1000 взмахов крыльями в секунду?

У мух, которые взмахивают крыльями 200 раз в секунду, нервно-мышечное взаимодействие отличается от такового у кузнечиков. На каждые десять закрылков подается один сигнал. Кроме того, мышцы, известные как фиброзные мышцы, работают иначе, чем мышцы кузнечика. Нервные сигналы только предупреждают мышцы о подготовке к полету, и когда они достигают определенного уровня напряжения, они расслабляются сами по себе.

У мух, медоносных пчел и ос есть система, которая преобразует взмахи крыльев в «автоматические» движения. Мышцы, обеспечивающие полет этих насекомых, не связаны напрямую с костями тела. Крылья прикреплены к груди с помощью сустава, который функционирует как стержень. Мышцы, приводящие в движение крылья, соединяются на нижней и верхней поверхностях грудной клетки. Когда эти мышцы сокращаются, грудная клетка движется в противоположном направлении, что, в свою очередь, создает тягу вниз.

Расслабление группы мышц автоматически приводит к сокращению противоположной группы с последующим расслаблением. Другими словами, это «автоматическая система». Таким образом, мышечные движения продолжаются без перерыва до тех пор, пока по нервам, управляющим системой, не будет передан противоположный предупреждающий сигнал.[3]

Такой летающий механизм можно сравнить с часами, работающими на основе заводной пружины. Детали расположены так стратегически, что одним движением легко привести крылья в движение. В этом примере невозможно не увидеть безупречный дизайн. Совершенное творение Аллаха очевидно.

Система за Thrusting Force

Недостаточно махать крыльями вверх и вниз, чтобы поддерживать плавный полет. Крылья должны менять угол во время каждого взмаха, чтобы создать силу тяги, а также подъемную силу. Крылья имеют определенную гибкость для вращения в зависимости от вида насекомого. Эту гибкость обеспечивают основные летательные мышцы, которые также вырабатывают необходимую для полета энергию.

Например, при подъеме выше эти мышцы между суставами крыльев сокращаются еще больше, увеличивая угол крыла. Исследования, проведенные с использованием высокоскоростной киносъемки, показали, что крылья в полете следовали по эллиптической траектории.

Другими словами, муха не только двигает крыльями вверх и вниз, но и делает ими круговые движения, как при гребле на лодке по воде. Это движение возможно за счет основных мышц.

Самой большой проблемой, с которой сталкиваются виды насекомых с маленькими телами, является инерция, достигающая значительных уровней. Воздух ведет себя так, будто прилипал к крыльям этих маленьких насекомых и сильно снижает эффективность крыльев. Поэтому некоторым насекомым, размер крыльев которых не превышает одного мм, приходится взмахивать крыльями 1000 раз в секунду, чтобы преодолеть инерцию.

Исследователи считают, что даже одной этой скорости недостаточно, чтобы поднять насекомое, и что они используют и другие системы. Например, некоторые виды мелких паразитов, энкарсия, используют метод, называемый «хлопай и отрывайся». В этом методе крылья хлопают вместе в верхней части штриха, а затем отрываются. Передние края крыльев, где расположена жесткая жилка, отделяются в первую очередь, позволяя потоку воздуха проникать в герметичную зону между ними. Этот поток создает вихрь, помогающий подъемной силе хлопающих крыльев.[4]

Существует еще одна специальная система, созданная для того, чтобы насекомые сохраняли устойчивое положение в воздухе. Некоторые мухи имеют только пару крыльев и круглые органы на спине, называемые недоуздками. Недоуздки бьются во время полета, как обычное крыло, но не создают подъемной силы, как крылья. Недоуздки двигаются при изменении направления полета и не дают насекомому сбиться с курса. Эта система напоминает гироскоп, используемый для навигации в современных самолетах.[5]

Очевидно, что эта система является образцом творчества. Никакой случайный процесс не может объяснить сложный дизайн. Все системы, которые мы до сих пор исследовали, однозначно демонстрируют, что даже у самых незначительных существ, таких как мухи, есть необычный замысел. Любая отдельная муха – это чудо, свидетельствующее о безупречности замысла в творении Аллаха.

В Коране Аллах призывает всех людей задуматься над этим фактом:

«Человечество! Пример был сделан, так что слушайте его внимательно. Те, кого вы взываете помимо Аллаха, не в состоянии создать даже единой мухи, даже если бы они объединились для этого. И если муха у них что-то украдет, они не смогут это вернуть. Как слабы и ищущий, и искомый!» (Аль-Хадж 22:73)

Примечание редактора:

Всевышний Аллах говорит в Преславном Коране, что означает,

«Скажи: «Кто Господь небес и земли?» Скажи: «Аллах». Скажи: «Почему же вы взяли защитников помимо Него, которые не имеют силы помочь или навредить себе?» Скажи: «Слепые и зрячие равны? Или тьма и свет — одно и то же? Или они назначили сотоварищей Аллаху, Который творит так, как Он творит, так что все творение кажется им одинаковым?» Скажи: «Аллах — Творец всего. Он Единый, Всепобеждающий». (Ар-Раад: 16)

И,

«Он [Аллах] сотворил небеса без опоры, которые вы можете видеть, и бросил на землю твердые холмы, так что она не колеблется вместе с вами; и Он рассеял там всех видов зверей. Мы ниспосылаем воду с неба и произрастаем в ней (растения) всякого рода. Это Творение Аллаха. Теперь покажи мне то, что создали те (те, кому ты поклоняешься) кроме Него. Нет, но беззаконники явно ошибаются!» (Лукман 31:10-11)

А,

«Мы покажем им Наши знамения на горизонтах и внутри них самих, пока им не станет ясно, что это Истина. Разве недостаточно твоего Господа, ведь Он — Свидетель всему? Как! Неужели они все еще сомневаются в встрече со своим Господом? Ло! Разве Он не окружает все вокруг?» (Fussilat 41: 53-54)

———–

Сноски:

[1] «Исследование эволюции вертикального полета со скоростью света», Discover, 19 октября84, стр. 44-45.

[2] Али Демирсой, Ясамин Темел Кураллари (Основы жизни), Анкара, Метексан А. С., Том II, Раздел II, 1992, с. 737.

[3] Bilim ve Teknik G?rsel Bilim ve Teknik Ansiklopedisi (Энциклопедия науки и техники), Стамбул, G?rsel Publications, p. 2676.

[4] Bilim ve Teknik G?rsel Bilim ve Teknik Ansiklopedisi (Энциклопедия науки и техники) с. 2679.

[5] Смит Аткинсон, Насекомые, Лондон, Research Press, Volume I, 19.89, с. 246.

————

Взято с небольшими редакционными изменениями с сайта harunyahya.com.

А. О. — турецкий писатель и писатель.

Синекрылая стрекоза — семейство Canopy

Синекрылая стрекоза

Megaloprepus caerulatus

9012 1 Фото Domiciano Alveo

Обладая размахом крыльев до 19 см, синекрылый Вертолет — крупнейший представитель отряда стрекоз и стрекоз Odonata. Он крупный, с длиной тела до 13 см, стройный. В дополнение к своему большому размеру, стрекозы Blue-winged Helicopter имеют тело от темно-коричневого до черного с желтоватыми отметинами и прозрачные крылья с темно-синей полосой на внешней трети возле кончика крыла. Самцов отличает толстая белая полоса на крыльях внутри синей полосы. У самок эта белая полоса отсутствует, но на каждом кончике крыла есть кремово-белое пятно. Самцы крупнее самок, что необычно для стрекоз и стрекоз. Синекрылая девица-вертолет — единственный представитель рода 9.0121 Мегалопрепус .

Синекрылая стрекоза-вертолет является членом семейства Pseudostigmatidae, девиц-вертолеток и лесных гигантских девиц. Их называют стрекозами-вертолетами, потому что их четыре крыла бьются независимо друг от друга и, кажется, вращаются, как лопасти вертолета. Стрекозы-вертолёты обитают только в тропических регионах и нуждаются в среде с большим количеством осадков — тропические леса — их идеальный дом. Этот вид является самым зрелищным из 6 видов панамских стрекоз-вертолетов.

Синекрылые стрекозы-вертолёты водятся в подлеске тропических лесов. Они не выходят, чтобы пересечь большие поляны, и имеют плохую выносливость в полете, часто отдыхая, садясь на лист или ветку со свисающим вниз брюшком. Они наиболее распространены в зрелых старовозрастных лесах и редко встречаются во вторичных зарослях. Взрослые синекрылые девицы специализируются на выщипывании пауков из паутины во время полета с помощью своих длинных ног. Они предпочитают маленьких пауков с мягким животом, которых легче есть.

Синекрылые девицы-вертолетки размножаются в фитотельматах – небольших водоемах, образующихся в растениях, таких как бромелиевые, и в дуплах деревьев. Из-за своего размера им требуется вода, в которой они откладывают яйца и обеспечивают среду обитания для развития своих личинок, называемых наядами или нимфами. Наяды имеют три похожие на перья жабры, называемые хвостовыми пластинками, на кончике брюшка для дыхания. Каждая пластинка этого вида имеет характерное белое пятно, благодаря которому наяду легко идентифицировать. Они плотоядны и являются главными хищниками в своей уникальной водной среде обитания — они питаются комарами и другими мухами, головастиками и даже другими нимфами!

Самцы охраняют территорию и защищают свои нерестилища в дуплах деревьев.