Разоблачаем! Шмель летать не должен? November 30th, 2016

Родилось такое утверждение в начале XX века, когда бурно развивалось самолетостроение. Ученые того времени применяли к насекомому условия полетов по законам аэродинамики (вычисления силы, предназначенной для подъема в воздух тяжеловесных лайнеров).

Почему выбор пал на мохнатое насекомое? У шмеля относительно грузной массы тела маленькие по размеру крылышки. Это и привлекло внимание ученых.

Математические исчисления подходили для пчел, мух, бабочек, а вот к шмелям это применение по законам физики оказалось невозможным. Загадочное насекомое опровергало все математические выводы ученых. Что они сделали? Попытались вписать шмелиный полет к формулам, исчисляющим подъемную силу авиалайнера, забыв о том, что самолет не умеет махать крыльями.

В итоге, получив парадоксальный вывод о невозможности полета земляной пчелы, ученые заявили, что «шмель летать не может, но летает, нарушая законы физики». Но мохнатое насекомое физику не изучало и на лекциях не сидело. Ежедневно шмелики, радостно гудя крыльями, показывали, насколько наука бессильна.

Почему шмель летает?

Наука развивалась. Полет насекомого, то, с какой скоростью и как именно оно летает, удалось досконально снять на камеру. Взмахи крыльев просматривали в замедленном темпе, изучали траекторию движения. Какие выводы получили?

При интенсивной работе крылышек, их края образуют воздушные завихрения. Завихи убираются, как только крыло перестает взмахивать.
Эти завихрения воздуха обладают различной плотностью воздушного потока.

Разница в давлении воздуха создает силу подъемную, которая и поднимает бомбуса в воздух.

Та же бабочка или комар не могут сбрасывать воздушные завихрения, их полет заложен на планировании в потоке воздушных масс. Шмель летает вопреки законам аэроанализа, ведь его работающие крылышки рождают большую аэродинамическую силу. А возвратно-поступательные взмахи крыльев делали исследования передвижения насекомого слишком сложными и непредсказуемыми для аналитики.

Аэродинамическая поверхность с подвижной амплитудой генерирует гораздо большую подъемную силу, чем жестко фиксированное крыло. И крылышки шмеля создают одновременно не только возвратно-поступательные, но и ритмически-колебательные движения (за секунду крыло бомбуса совершает 300-400 таких взмахов).

Доказательную базу привела в середине XX века женщина-физик из Корнельского университета Чжэн Джейн Ван (Jane Wang). Она потратила много часов, моделируя за сверхмощным компьютером схему движения вихревых потоков, создаваемых шмелиными крыльями, и сделала окончательный вывод: «Шмель не нарушает аэродинамические законы. Его полет зависит от крыльевых завихрений. А при полете самолета воздух обтекает его».

Чжэн отметила, что миф о полете земляной пчелы - это следствие неграмотного понимания инженерами-авиаконструкторами нестационарной газово-вязкой динамики.

Лайнер, выстроенный со строгим соблюдением шмелиных пропорций, никогда бы не взлетел. Принципы работы крыльев земляной пчелы невозможно применить для авиастроения. Но в будущем, если появится модель вертолетов с гибкими, эластичными лопастями, полет шмеля пригодится авиаконструкторам!

источники

О том, что пчелы кусаются, знают все. Но не все знают, кусается или нет шмель и опасен ли его укус для человека. Это насекомое может ужалить, если его спровоцировать.

О шмелях и шмелином яде

Шмель — это сидячебрюхое насекомое из семейства пчел. На планете существует порядка 300 типов этих насекомых. Они не боятся холода и могут быстро разогревать свое тельце до 40°С, что дает им возможность первыми начинать сбор нектара утром, когда еще прохладно и пчелы неактивны.

Шмели имеют желто-черную окраску, зачастую в полоску. Существуют насекомые с оранжевыми или красными полосами, а есть особи просто черного цвета.

Крупные шмелиные гнезда состоят из 150-200 насекомых. Они могут облюбовать под гнезда старые пни, трещины в земле, заброшенные норки мышей, а также сооружать жилища на песчаных обрывах. Найти шмелиное гнездо трудно — насекомые хорошо его прячут.

Жало шмеля лишено зазубринок и нечасто остается в теле жертвы, чем отличается от жала пчелы.

Внутри жало шмеля пустотелое, как игла в шприце. Через него во время укуса насекомое впускает микроскопическую порцию яда, вызывающего боль, свербеж и раздражение.

Шмелиный яд является белковой смесью, из-за чего укус насекомого вызывает у многих людей аллергическую реакцию. В яде шмеля присутствует серотонин, снижающий кровяное давление, в результате чего может произойти шок.

Однако это строго персонально. В основном люди переживают укус насекомого без проблем. Если шмель укусил впервые, то аллергической реакции, скорее всего, не будет, ведь в организме нет антител к данному яду. Зачастую они появляются при последующих укусах. Обычно аллергическая реакция дает о себе знать в первые полчаса с момента укуса и сопровождается зудом, покраснением и отеком всего тела, может появиться рвота, тошнота или диарея, признаки удушья.

Позже к вышеперечисленным симптомам могут добавиться повышенная температура, судороги, озноб, боли в суставах, обморочное состояние. При таких симптомах требуется немедленная госпитализация, иначе последствия могут быть непредсказуемыми.

Большую опасность представляют одновременные укусы большого количества насекомых. Может развиться токсическая реакция, провоцирующая осложнения в работе сердца и центральной нервной системы.

Особую опасность осы, шмели и пчелы представляют для людей, страдающих аллергией, а также для беременных женщин и маленьких детей.

У них возможность проявления аллергической реакции на укусы насекомых увеличивается во много раз.

Приложите к месту укуса лед — это притормозит распространение яда по организму

1. Если жало осталось в теле, надо вытащить его обработанным пинцетом. Не надо пробовать выдавливать его пальцами, чтобы не инфицировать потерпевшего.
2. Ранку сразу же нужно обработать перекисью водорода, спиртом, уксусом или положить вату, смоченную в одном из перечисленных средств.
3. К месту укуса следует приложить кусочек льда или холодный компресс, особенно если это область глаз или иная чувствительная зона. Холод снимет отек, уменьшит боль и притормозит впитывание яда. Чтобы извлечь яд, надо к поврежденному месту приложить кусочек сахара, смоченного водой.
4. Следует напоить потерпевшего большим количеством жидкости, преимущественно горячим чаем с сахаром. Если пострадавшему не становится лучше, появляются симптомы аллергической реакции, то следует немедленно вызывать доктора.

Лечение укусов насекомых на дому

В большинстве случаев шмелиный укус благополучно лечится дома. К примеру, можно к травмированному месту положить свежий лист подорожника или петрушки и через каждые 2 часа заменять его новым.

К поврежденному месту можно приложить измельченную луковицу, яблоко, сырую картофелину или искрошить 2 зубчика чеснока, перемешать с медом и данную смесь прикрепить к укусу. Дважды в сутки повязку надо менять.

Поможет и сок лимона, а именно компресс из него.

Еще можно разбавить водой до образования жижи пищевую соду и наложить к пострадавшему месту или приготовить раствор соды (1 ч.л. на стакан воды), смочить в нем вату и приложить на четверть часа.

Измельчите активированный уголь, добавьте воды до образования кашицы, положите на место укуса и прикройте пленкой, чтобы избежать быстрого высыхания.

Если нет активированного угля, приложите к поврежденному месту валидол, смоченный водой. Можно применить и медпрепараты, к примеру, гель Фенистил, успешно снимающий раздражение. Повреждение следует 3 раза в сутки смазывать гелем. Лекарство начинает свое действие сразу после нанесения. Если покусали насекомые, нельзя употреблять алкоголь, поскольку это ведет к увеличению отечности.

Часто люди невольно провоцируют насекомых, начиная махать руками, стараясь отогнать их. Такое поведение, а также запах парфюмерии, спиртного, жареного мяса только притягивают и нервируют шмелей.

Когда надо обращаться в больницу?

1. Если покусало одновременно несколько шмелей или пчел.
2. Когда пострадал ребенок или пожилой человек.
3. Если укус произошел в глазное яблоко или слизистую оболочку рта.
4. Когда прежние укусы насекомых вызывали аллергическую реакцию.
5. Есть симптомы инфекции: сильный озноб, опухлость, боль, место укуса становится гнойным.

Когда кусает шмель, это менее болезненно, чем укус пчелы или осы, поскольку его яд не так опасен, как пчелиный или осиный. К тому же оса может укусить несколько раз.

Заключение по теме

Зная, что шмели кусаются, не провоцируйте этих насекомых. Постарайтесь обходить места, где располагаются их гнезда. Там, где присутствуют в большом количестве пчелы, шмели или осы, нежелательно есть сладости, арбузы, дыни, употреблять сладкие напитки.

Хотя шмели и кусаются, не надо уничтожать их, ведь они хорошо опыляют растения, а их мед содержит белок, сахарозу, много минеральных веществ и очень полезен.

Вы их больше слушайте, этих говорунов))) Начнем с того, что шмели летают. Если летают, значит, могут.

Байку про шмелей я слышал еще в школьные годы, когда занимался авиамоделизмом. Шмель не может летать, как самолет. Расчеты подъемной силы для самолетов неприменимы к шмелю. Его крылья не являются аэродинамическими плоскостями, которые создают подъемную силу за счет встречного потока воздуха. Если крылья шмеля жестко закрепить, он не сможет разогнаться до такой скорости, чтобы взлететь. Но он летает по другим принципам. Подъемная сила создается двумя парами крыльев, которые взаимодействуя, описывают этакие восьмерки. В этом смысле шмель летает подобно вертолету. И укладывается во все аэродинамические формулы. Просто это другие формулы, отличные от самолетных или планерных)))

По законам физики шмель не может летать, потому что площадь его крыльев слишком мала, чтобы поднять его увесистое тело от земли. Но я видела как шмели летают, с цветка на цветок. Может эти шмели на диете сидят?

Шмель не может летать потому, что по законам физики и аэродинамики размер площади его крыльев не может создать той подъемной силы, которая необходима для отрыва его толстенького тельца от поверхности листа или земли. А он летает наперекор всем известным человеку законам. Может это и не парадокс вовсе а просто шмель представитель какой то другой, более рзвитой цивилизации

Мне история с полетом шмеля почему-то сразу напоминает историю из жизни греческих философов рассказанную Пушкиным:

Как же шмель не может летать, если каждое лето мы легко убеждаемся в обратном. Летает и еще как! Были конечно рассказы про непризнанного гения аэродинамики, который любопытства ради посчитал подъемную силу крыльев шмеля и пришел к выводу, что ее недостаточно чтобы поднять упитанное тело в воздух. Я эти формулы не знаю, но верю, что пользовался тот ученый неверными. Ведь считал он в 20 годах прошлого века, а тогда аэродинамика была в поре становления - раз, и не учитывал он скорость взмахов крыльями - два, а также создаваемые при этом завихрения и их гашение-сбрасывание на верхней траектории взмаха -три. Умеет все-таки шмель летать и это прекрасно!



Есть такое мнение среди научных деятелей, что согласно законам аэродинамики шмель не должен летать. Но такой вывод сделали согласно уравнениям аэродинамики, которые используют при расчте подъмной силы самолтов, а полет шмеля происходит при других числах Рейнольдса и не нарушает никаких законов. Все просто.

Некоторые ученые считают, что шмель не должен летать, и об этом свидетельствуют законы аэродинамики. Но на самом деле, шмель летает благодаря абсолютно другим физическим явлениям, поэтому никаких законов его полет не нарушает.

Наверное, шмель - это иноплянетянин! Раз вопреки всем законам физики берет и летит!

А если серьезно - люди много чего говорят... Нужно умнее быть и не слушать всякую чепуху. Тем более тогда, когда каждый из нас своими двумя глазами каждый летний сезон лицезреет обратное!

Еще много неизведанных загадок стоит перед учеными. В соответствии с законами физики и аэродинамики шмель летать не должен. Но, как всем известно, шмель очень хорошо летает. Матушка природа все предусмотрела. А ученым еще только предстоит найти очередное научное объяснение.

Если шмель не может летать, значит, он приболел или лишился своих небольших по площади, но очень подвижных крылышек, способ функционирования которых тщательно исследовался учными (почитать можно здесь). Как видим, полт осуществляется за счт вращения - возникающей силы достаточно, чтобы поднимать, удерживать в воздухе и перемещать даже такую бомбочку.

Существует мнение, что, согласно теории, шмель не должен уметь летать, так как это противоречит всему, но после тщательно исследования, ученые поняли, как это происходит на самом деле. Крылья шмеля изгибаются, тем самым создавая вихри, и являясь источниками подъемной силы при взмахах и опускании.

Другими словами, крылья шмеля образуют временные мощные силы, образующиеся в начале и конце каждого взмаха. С помощью торможения подобные силы необъяснимы.

Силы эти достигают максимума во время обратного взмаха, когда крыло начинает быстро вращаться. Из этого следует сделать вывод, что вращение в полете шмеля играет немаловажную роль.

Да, по законам физики у шмеля слишком маленькие крылья для полета. Но скорость их движения очень быстрая. За одну секунду он делает 300- 400 взмахов крыльями.

Шмель ни в коем случае не нарушает законы аэродинамики физики. Полет насекомого зависит от завихрения крыла. А крыло самолета не подвижно и воздух его обтекает. Поэтому можно считать мифом про закон аэродинамики.

Если бы шмель не мог летать, он бы и не летал, а он летает, да, грузно, да неловко, но летает.

Я тоже читала, что по расчтам каких-то там умных людей, шмель, по идее, не должен летать. Но, вполне вероятно, что их расчты основывались на каких-то стандартных шаблонах самолетостроения и авиамоделизма. Но шмель, плевать хотел на все выводы знающих людей и полетел себе за нектаром!

Поговорим о шмелях. Шмель - летающее насекомое, очень близкий родственник обычной медоносной пчелы.

Внешне шмель очень похож на обыкновенную пчелу, только он крупнее, в длину до 2,5 см и больше, его толстенькое тельце густо покрыто волосками. Спинка тёмная, чаще всего с жёлтыми полосками, но иногда полоски бывают оранжевого или красного цвета, редко встречаются чисто чёрные особи без полосок. Тельце насекомого заканчивается гладким жалом без зазубрин, которое не видно в обычном состоянии. На спинке расположены 2 небольших прозрачных крылышка.

Всего ученые насчитали более 300 видов шмелей. Появились они на Земле около 30 млн. лет назад! Живут в северной части Евразии и Африки, в Северной Америке. Не так давно этих мохнатых насекомых завезли в Австралию и Новую Зеландию. Они прекрасно себя чувствуют и в горах, и в лесах, и в полях.

Как живут шмели

Они строят гнезда в земле, листовой подстилке, дуплах, птичьих гнездах, кротовых, мышиных, беличьих норах.
В каждой семье насчитывается до 200-300 особей:
матки, которые откладывают яйца, они самые крупные - в среднем 26 мм;
рабочие, которые достраивают и ремонтируют гнездо, добывают пищу, они самые мелкие - до 19 мм;
самцы, которые оплодотворяют маток, имеют средние размеры - до 22 мм.
Один из рабочих шмелей - это трубач. Каждое утро он первым вылетает из гнезда и особым гудением будит остальных.

Шмели (лат. Bombus) - род перепончатокрылых насекомых, которые являются близкими родственниками медоносным пчёлам. Около 300 видов шмелей обитают в Северной Евразии, Северной Америке, Северной Африке, а также в горах некоторых других регионов.

Шмели - одни из самых холодостойких насекомых. Они способны, быстро и часто сокращая мышцы груди, ускоренно разогреть своё тело до необходимых 40 °C. Это позволяет им вылетать рано утром и собирать первый нектар, когда воздух ещё недостаточно прогрелся, и даёт шмелям определённое конкурентное преимущество перед другими видами насекомых.
Помогает шмелю греться его «шерсть» - она уменьшает теплопотери в два раза.

В полете 90 % всей энергии преобразуется в тепло, и потому температура летящего шмеля постоянна: 36″С при температуре окружающего воздуха 5°С, и 45°С - при 35°С в воздухе. При более высоких температурах шмель не может летать из-за перегрева. Хотя механизмы охлаждения у шмелей имеются: летящий шмель выпускает изо рта каплю жидкости, которая испаряется и охлаждает голову.

Шмель не способен поддерживать высокую температуру тела, когда сидит неподвижно.

Живут шмели колониями по 50-200 особей в каждой. В состав колонии входят три типа особей: самки, рабочие (неполовозрелые самки) и самцы. Основателем семьи является самка-матка, это одна из немногих перезимовавших оплодотворенных осенью самок. Ранней весной (конец апреля-май) матка в одиночку начинает устраивать гнездо.
Особенностью шмелей является то, что, в отличие от других общественных пчел, все личинки развиваются и выкармливаются вместе, в одной камере. В нормальных условиях самка, отложив 200-400 яиц, дающих рабочих, начинает откладывать яйца, из которых развиваются самки и самцы.

Уже очень давно было замечено, что в шмелиных гнездах перед рассветом появляется «трубач», который, как считалось, поднимает гудением соплеменников на работу. А оказалось, что он просто дрожит от холода. Ведь в предутренние часы температура у поверхности почвы сильно падает. Гнездо охлаждается и, для того чтобы согреть его, шмелям приходится усиленно работать грудными мышцами.
В жаркие дни можно увидеть шмеля у входа в гнездо, который трепещет крыльями. Он занимается вентилированием гнезда.

У шмелей, так же как и у пчёл, есть яд, но, в отличие от пчёл, шмели жало в коже человека не оставляют. А жалить соответственно могут много раз подряд.

Из-за малой агрессивности шмелей они могут широко использоваться на садово-дачных участках. Существует даже отрасль такая под названием шмелеводство - разведение шмелей для опыления сельскохозяйственных культур с целью повышения их урожайности.

Перезимовавшая самка шмеля (матка) ранней весной находит место для гнезда. Обложив гнездо снаружи мхом или сухими травинками, самка делает внутри первую круглую восковую ячейку. Она помещает в ячейку небольшой запас пищи – смесь цветочной пыльцы с медом – и откладывает несколько яиц. Запечатав эту ячейку, матка строит следующие.

Существует распространенное заблуждение, что шмель летает вопреки законам аэродинамики. Вероятно, оно возникло в начале XX века при попытке применить к шмелю вычисления подъемной силы, предназначенные для самолетов. Физик Чжэн Джейн Ван из Корнелльского университета (США) доказала, что полет насекомых не нарушает физических законов. Для этого потребовалось много часов моделирования на суперкомпьютере сложного движения воздуха вокруг быстро движущихся крыльев. Ван отмечает, что старый миф о шмеле - просто следствие плохого понимания авиаинженерами нестационарной вязкой газовой динамики.

Время появления шмелей точно не известно. Самые ранние окаменелости рода Bombus датируются Олигоценом (38 – 26 млн лет), но время возникновения группы пока точно неизвестно. Окаменелость шмеля является очень редкой находкой, поскольку попасть в смолу такому большому насекомому, чтобы полностью потом быть окутанным ею и отвердеть в янтарь, очень сложно.
Находки указывают на Азию, как место, где впервые появились шмели. До сих пор в этой части света обитает наибольшее разнообразие шмелей.

«Черный бархатный шмель, золотое оплечье,

Заунывно гудящий певучей струной.

Ты зачем залетаешь в жилье человечье,

И как будто тоскуешь со мной?»

И. А. Бунин

Приходит упоительное лето, расцветают ароматные цветочки, и все вокруг наполняется пением птиц и жужжанием насекомых. Порхают бабочки, стрекозки, трудятся над цветочные клумбами неутомимые пчелы и шмели. Шмель – уникальное создание природы. Неповоротливый, толстенький трудяга неустанно опыляет цветочки и приглашает посетить шмелиный сказочный мир, полный тайн и загадок.

Знакомство со шмелем

Шмель (земляная пчела или Bombus) относится к перепончатокрылым из семейства пчелиных. Они обитают везде (даже в прохладной Гренландии, снежной Аляске и суровой Чукотке), но вот Австралию толстые мохнатые насекомые не любят – их завезли туда недавно. В зоологическом мире 250 видов земляных пчел.

Шмель большое насекомое, его тельце с густыми черными волосками, достигает длины в 3,5-4 сантиметра. Бомбусы – существа миролюбивые и доброжелательные. Они умеют жалить, но, в отличие от пчел, кусаются неповоротливые создания редко и гораздо слабее.

Хотя при кусании земляные пчелы не оставляют жало в теле, но их яд содержит серотонин, понижающий кровяное давление. При наличии у человека аллергии, возможна сильнейшая реакция организма вплоть до анафилактического шока.

Как живет шмель. Шмели могут быть одиночками и создавать семьи. Виды насекомых, обитающих в условиях севера (где короткое одномесячное лето), обитают в гордом одиночестве. А в благодатных, теплых районах земляные пчелы успевают за летний сезон создать семью (проживет шмелиная семья ровно одно лето).

В зонах тропика некоторые виды шмелей создают многолетние семьи с огромным количеством домочадцев (до 500 особей). Бомбусы подразделяются на три группы:

1. Королева, выводящая потомство.
2. Рабочие шмели, следящие за строительством гнезда и сбором нектара.
3. Трутни, оплодотворяющие самку. Трутень не умеет кусать – вместо жала у него половые железы.

У мохнатых насекомых существуют зимние подземные норы – там проживает матка. По весне шмели выстраивают гнезда. Шмелиные жилища похожи на пчелиные. Личинки шмелей (в отличие от иных представителей мира насекомых), вылупляются и обитают в одной капсуле. В остальных отсеках гнезда шмели оборудуют медовые склады.

Там же они хранят и перги (пчелиный «хлеб»), оно спасает мохнатых, черно-золотых созданий от периода непогоды. У шмелиной семьи есть иерархия и четкое распределение обязанностей. Кто-то строит гнездо, другие собирают пыльцу.

Матка за жизнь откладывает 300-400 яиц для вывода рабочих существ. Ее последний выводок состоит из новых маток, которые и остаются зимовать, чтобы по весне дать жизнь новому потомству. Старая матка умирает.

Гнездо шмеля (или бомбидарий) – овальные, неправильной формы ячейки, созданные из буроватого либо красного воска. Жилища шмели обустраивают в дуплах, между каменистыми зазорами, на земле рядом с моховыми растениями, ветками. Земляные пчелы могут занять птичьи гнезда, норы кротов или мышей.

Они не следят за состоянием гнездовья и не пользуются одной сотой дважды для выведения потомства. Новые соты строятся на старых, полуразрушенных, поэтому шмелиные гнезда выглядят неряшливо.

Шмели умеют вентилировать жилище. Они зависают у входа в гнездо и активно трепещут крылышками, прогоняя в жилье потоки свежего воздуха.

А в холода насекомые превращаются в обогреватели. Они дружно сокращают мышцы, находясь на одном месте, издавая знакомый гудящий звук. Совместное гудение обогревает воздух в гнезде и поднимает его до комфортного для насекомых режима в +30-35⁰ С.

Чем питаются. Любимая пища земляных пчел – нектар. Они собирают его с распустившихся бутонов. У мохнатых насекомых есть одна удивительная способность – при интенсивной работе грудных мышц, насекомые поднимает у себя температуру тела до +40 ⁰ С.

Благодаря такой возможности, шмели принимаются за работу над цветами ранним утром, когда воздух еще не прогрелся. Из-за этого мохнатых насекомых называют «теплокровными». Такая способность разрешает бомбусам обитать в северных районах. В отличие от обычных, земляные пчелы не создают запасов меда – он им нужен лишь для спасения от голода при ненастной погоде.

Когда появились шмели. Когда бомбус впервые увидел мир – неизвестно, хотя найденные окаменелые остатки насекомых датируются в 25-40 млн. лет. Окаменелый шмель – редчайшая находка, попасть в смолу крупному насекомому и утонуть в ней сложно. Такие находки обнаруживали в Азии.

Польза шмеля. Земляная пчела – ценнейший опылитель. Благодаря длинному хоботку, это насекомое опыляет такие растения, с которыми не справляются обычные пчелы. Человечеством создана отрасль, посвященная выведению шмелей – шмелеводство. Мохнатых насекомых искусственно разводят для опыления растительных культур с целью увеличения урожайности.

Это любопытно

Как летает шмель. Крупные создания летают со скоростью в 18-20 км/час. В полете 90% энергии насекомого преобразуется в тепло. Летая, мохнатое существо имеет температуру тельца на 20-30⁰ выше окружающего пространства. У насекомых природа предусмотрела механизм охлаждения. Когда земляные пчелы в полете перегреваются, из специальных желез они выпускают на себя каплю прохладной жидкости.

Бомбусы, как и остальные насекомые, не могут летать спиной вперед. Это умеет делать лишь колибри. Из-за маленького размера птичку часто принимают за толстенького шмелика, поэтому существовало мнение, что шмель умеет летать таким неординарным способом.

Рекордсмены. Самый крупный бомбус обитает в центральных районах Америки. Длина его тела достигает 5 сантиметров. А самое маленькое шмелиное создание облюбовало ареал проживания в Центральной Европе, длина насекомого всего полтора сантиметра.

Загадочный миф . У людей существует распространенное мнение, что земляная пчела летает вопреки признанным законам аэродинамики. Это миф или летающее насекомое действительно «рушит» основы физики и обладает уникальной способностью? Или это представитель иной, развитой цивилизации, живущей по другим понятиям?

Почему шмель летать не должен?

Родилась такая легенда в начале XX века, когда бурно развивалось самолетостроение. Ученые того времени применяли к насекомому условия полетов по законам аэродинамики (вычисления силы, предназначенной для подъема в воздух тяжеловесных лайнеров).

Почему выбор пал на мохнатое насекомое? У бомбуса относительно грузной массы тела маленькие по размеру крылышки. Это и привлекло внимание ученых.

Математические исчисления подходили для пчел, мух, бабочек, а вот к шмелям это применение по законам физики оказалось невозможным. Загадочное насекомое опровергало все математические выводы ученых. Что они сделали? Попытались вписать шмелиный полет к формулам, исчисляющим подъемную силу авиалайнера, забыв о том, что самолет не умеет махать крыльями.

В итоге, получив парадоксальный вывод о невозможности полета земляной пчелы, ученые заявили, что «шмель летать не может, но летает, нарушая законы физики». Но мохнатое насекомое физику не изучало и на лекциях не сидело. Ежедневно шмелики, радостно гудя крыльями, показывали, насколько наука бессильна. Почему шмель летает?

Разгадка тайны шмелиного полета

Наука развивалась. Полет насекомого, то, с какой скоростью и как именно оно летает, удалось досконально снять на камеру. Взмахи крыльев просматривали в замедленном темпе, изучали траекторию движения. Какие выводы получили?

1. При интенсивной работе крылышек, их края образуют воздушные завихрения. Завихи убираются, как только крыло перестает взмахивать.
2. Эти завихрения воздуха обладают различной плотностью воздушного потока.
3. Разница в давлении воздуха создает силу подъемную, которая и поднимает бомбуса в воздух.

Та же бабочка или комар не могут сбрасывать воздушные завихрения, их полет заложен на планировании в потоке воздушных масс. Шмель летает вопреки законам аэроанализа, ведь его работающие крылышки рождают большую аэродинамическую силу. А возвратно-поступательные взмахи крыльев делали исследования передвижения насекомого слишком сложными и непредсказуемыми для аналитики.

Аэродинамическая поверхность с подвижной амплитудой генерирует гораздо большую подъемную силу, чем жестко фиксированное крыло. И крылышки шмеля создают одновременно не только возвратно-поступательные, но и ритмически-колебательные движения (за секунду крыло бомбуса совершает 300-400 таких взмахов).

Доказательную базу привела в середине XX века женщина-физик из Корнельского университета Чжэн Джейн Ван. Она потратила много часов, моделируя за сверхмощным компьютером схему движения вихревых потоков, создаваемых шмелиными крыльями, и сделала окончательный вывод: «Шмель не нарушает аэродинамические законы. Его полет зависит от крыльевых завихрений. А при полете самолета воздух обтекает его».

Чжэн отметила, что миф о полете земляной пчелы – это следствие неграмотного понимания инженерами-авиаконструкторами нестационарной газово-вязкой динамики.

Лайнер, выстроенный со строгим соблюдением шмелиных пропорций, никогда бы не взлетел. Принципы работы крыльев земляной пчелы невозможно применить для авиастроения. Но в будущем, если появится модель вертолетов с гибкими, эластичными лопастями, полет шмеля пригодится авиаконструкторам!