Читать «Электродинамический полёт бабочки» онлайн
Андрей Альбертович Гришаев
Электродинамический полёт бабочки
Бабочки изумляют нас не только великолепием раскраски крыльев, но и своим полётом, который выглядит непостижимым чудом с точки зрения аэродинамики. В самом деле, дневные бабочки средней полосы России машут крыльями с рекордно низкой для насекомых частотой — всего в единицы герц — а, значит, их не может удерживать в воздухе вибрационная тяга [1]. Кроме того, при махах своими двумя парами крыльев, бабочки не изменяют их “угол атаки”. И тогда совершенно непонятно, какие же аэродинамические силы могут удерживать бабочек в воздухе.
Более того, имеются свидетельства о том, что при полёте бабочки аэродинамические силы играют далеко не главную роль. Так, при замедленном воспроизведении порхающего полёта бабочки, бросается в глаза несоответствие между её порханиями и теми аэродинамическими импульсами, которые должны сообщать ей машущие движения крыльев. Глядя на эти странные “ужимки и прыжки”, трудно отделаться от впечатления, что кто-то дёргает бабочку за невидимые ниточки.
Какие же таинственные силы проявляются таким образом? Подозрение, прежде всего, падает на силы электродинамические. Кстати, имеются косвенные, но вполне убедительные указания на то, что при полёте бабочек электрические явления имеют место.
Так, в ходе некоторых экспериментов Николы Теслы по беспроволочной передаче электрической энергии на частотах в несколько десятков килогерц, в прилегающей к передающей башне местности наблюдались феерические световые эффекты: коронировали верхушки деревьев и шпилей, выступающие части строений, головы и поднятые руки людей на улицах… И — по многочисленным свидетельствам — нормальный полёт бабочек был нарушен, причём они прямо-таки “полыхали” в воздухе. Спрашивается: каким же образом могли “полыхать” бабочки, не имевшие контакта с землёй? Ведь ясно, что, для поддержания свечения при электрическом разряде, требуется приток всё новых и новых порций электричества. Неудивительно, что у летящих птиц “полыхания” никто не заметил. В случае же с бабочками нам следует допустить, что они в полёте периодически производят достаточно сильную само-электризацию — и в условиях, когда облегчается разряд, периодические разряды с бабочки могут порождать то самое “полыхание”.
К счастью, за разгадкой механизма электризации у бабочек не нужно далеко ходить. Этих насекомых не зря называют чешуекрылыми: верхние поверхности их крыльев не гладкие, а “мохнатые” — покрытые волосками и чешуйками, которые образованы, практически, такими же волосками, только сросшимися и имеющими общую утолщённую ножку, которая крепится к крылу. При достаточно сильном увеличении заметно, что каждый волосок — как отдельный, так и входящий в состав чешуйки — представляет собой своеобразную “свирель”, а именно, микротрубочку с рядом боковых отверстий. Напрашивается вывод о том, что эти невероятные ухищрения в конструкции, обеспечивающие необычайно развитую диэлектрическую поверхность крыльев, предназначены для эффективной электризации крыльев при их трении о воздух в процессе выполнения взмахов.
