Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Ważka czy helikopter?

Recommended Posts

Od zarania dziejów ludzie marzyli o tym, by latać. Pierwsze znane próby spełnienia tego snu polegały na naśladowaniu najbardziej oczywistego wzorca, czyli sposobu poruszania ptaków. Dopiero dalszy rozwój technologii pokazał, że w przypadku maszyn latających naśladowanie przyrody może, wyjątkowo, nie być najlepszym rozwiązaniem. Zamiast tego opracowano układy przekazujące moc za pomocą śmigieł, dostarczające moc w sposób stały, nie zaś skokowy, jak w przypadku skrzydeł. Amerykański naukowiec postanowił zbadać przyczyny niepowodzenia prób naśladowania naturalnych lotników.

Dr Jim Usherwood, pracujący dla Royal Veterinary College, jest przekonany, że największym problemem stojącym na przeszkodzie do udoskonalenia maszyn naśladujących organizmy latające jest optymalizacja trudnej sztuki machania skrzydłami. Jak tłumaczy, skrzydła zwierząt, w odróżnieniu do śmigieł, muszą na zmianę zatrzymywać się i poruszać, by wygenerować siłę nośną. Zwierzęta zapomniały wytworzyć śmigła tak samo, jak zapomniały o kołach. Zdaniem badacza, problem tkwi w zjawisku bezwładności. Pokonanie jej wymaga stosunkowo dużej ilości energii dostarczonej w bardzo krótkim czasie przy jednoczesnym zachowaniu stabilności całego zwierzęcia bądź maszyny. Sposobem, który opracowały zwierzęta, jest optymalizacja dwóch czynników: kształtu skrzydła oraz sposobu poruszania nim, lecz mimo to ich sposób utrzymywania się w powietrzu jest stosunkowo mało wydajny energetycznie.

Badania dr. Usherwooda objęły różnorodne organizmy, od ważek do przepiórek. Na obecnym etapie najbardziej interesujące są dla badacza powody, dla których budowa skrzydeł zwierząt pozwala na pokonanie siły bezwładności przy jednoczesnym zachowaniu niskich oporów aerodynamicznych. Aby to osiągnąć, analizuje sposób poruszania skrzydłami przez gołębie w reakcji na przyczepianie do nich ołowianych ciężarków o różnej masie. Jego zdaniem, kolejne eksperymenty prowadzą do jednego wniosku: moja praca powinna służyć jako upomnienie, by kopiować naturę ostrożnie. Istnieje wielkie zainteresowanie maszynami typu UAV i MAV (Unmanned/Micro Air Vehicles - bezzałogowe/miniaturowe pojazdy latające) machającymi skrzydłami, które często wykazują wiele zalet, takich jak zwrotność, szybkość itp. Mimo wszystko, (...) jeśli chcesz unosić się w powietrzu efektywnie, bądź helikopterem zamiast machać skrzydłami.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Problem jest tego rzędu trudności, co zbudowanie sztucznego serca - skrzydło ptaka, nietoperza lub owada jest zarazem silnikiem i efektorem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Co ciekawe, coraz więcej modeli serca także pracuje w sposób ciągły, tzn. naśladuje raczej śrubę napędową statku, a nie zaciskający się worek

Share this post


Link to post
Share on other sites
Zwierzęta zapomniały wytworzyć śmigła tak samo, jak zapomniały o kołach

 

A gniazda ptaków to nie koła?? a witka plemnika to czasami nie śmigło (o nasinach klonu nie wspomnę) ??   8)

 

kształtu skrzydła oraz sposobu poruszania nim, lecz mimo to ich sposób utrzymywania się w powietrzu jest stosunkowo mało wydajny energetycznie.

 

Tak zwłaszcza przy locie bez machania nimi, albo o paru gąsienicach do Afryki i z powrotem. 8)

 

jeśli chcesz unosić się w powietrzu efektywnie, bądź helikopterem zamiast machać skrzydłami.

 

 

Ale gdybyś tam chciał pozostawać godzinami to lepiej miej skrzydła, a latami to kup sobie balon. 8)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Płomykówki zwyczajne (Tyto alba) polują niemal bezszelestnie. Udaje im się to, bo lecą bardzo wolno, przez co ograniczają liczbę machnięć skrzydłami. Wolny lot to zasługa specjalnej budowy i kształtu skrzydeł.
      Dr Thomas Bachmann z Uniwersytetu Technicznego w Darmstadt zbadał upierzenie tych sów oraz wykonał obrazowanie 3D ich kośćca. Wyniki swoich badań przedstawił na dorocznej konferencji Stowarzyszenia Biologii Integracyjnej i Porównawczej w Charleston.
      Płomykówki polują przeważnie w ciemności, dlatego polegają na informacjach akustycznych. Muszą latać cicho, by słyszeć przemieszczające się nornice i nie zaalarmować ofiary, że znajdują się gdzieś w pobliżu.
      Jedną z najważniejszych cech skrzydeł T. alba jest duża krzywizna. Zapewnia ona lepszą nośność. Przepływ powietrza nad górną powierzchnią skrzydła ulega przyspieszeniu, przez co spada ciśnienie. Skrzydło jest zasysane w górę, w kierunku niższego ciśnienia.
      Za sprawą delikatnej powierzchni zredukowaniu ulega hałas związany z tarciem pióra o pióro. Poza tym całe ciało sowy jest pokryte grubą warstwą piór. Płomykówka ma ich o wiele więcej niż ptak podobnej wielkości. Gęsto rozmieszczone pióra działają jak panele akustyczne, które pochłaniają wszystkie niechciane dźwięki.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańska fundacja Live Monarch nakręciła film instruktażowy, w jaki sposób naprawić uszkodzone skrzydło Danaus plexippus. Większość motyli żyje bardzo krótko, lecz monarchy, znane ze swych jesiennych podróży na południe do Meksyku, dożywają nawet pół roku, dlatego warto zadbać o ich zdrowie i kondycję.
      Autor nagrania opowiada, jak postępować w zależności od stopnia uszkodzenia skrzydła. Jeśli nie przekracza ono 40% powierzchni, symetrię można przywrócić, przycinając ocalałe skrzydło. Przy naderwaniach sprawdza się natomiast klejenie miniaturowymi kawałkami tektury. Na zestaw motylego lekarza składają się metalowy wieszak na ubrania, który służy do unieruchamiania pacjenta, patyczki higieniczne, wykałaczki, klej, pęseta, nożyczki i zasypka dla niemowląt. Przycięty i posmarowany lekko zaschniętym klejem fragment papieru umieszcza się na brzegu rozdarcia. Potem wystarczy oprószyć skrzydło pudrem, by nadmiar kleju nie doprowadził do niepożądanego zespolenia skrzydeł.
      Przy poważniejszych uszkodzeniach, gdy np. motyl straci ponad 40% skrzydła, konieczne staje się zastąpienie go czymś w rodzaju protezy. Owadzi chirurg musi jednak mieć na podorędziu zapas skrzydeł. Dla przedstawicieli fundacji to nie problem, ponieważ miłośnicy monarchów myślą o nich przez cały rok, nie tylko podczas widowiskowych przelotów. Poza kolekcjonowaniem niepotrzebnych już komuś skrzydeł, rozdają chętnym darmowe nasiona trojeści, na nich bowiem samice składają jaja. Rozwijające się larwy żywią się potem ich liśćmi.
       
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy od dłuższego czasu podejrzewali, że latające mikroroboty nie powinny naśladować helikopterów ani samolotów, a należy wzorować je na muchach - najlepszych lotnikach wśród owadów. Uznawano, że urządzenia powinny być napędzane trzepoczącymi skrzydłami podobnymi do skrzydeł muchy.
      David Lentink, holenderski inżynier lotnictwa i amerykański biolog Michael Dickinson, jeden z najlepszych na świecie ekspertów od lotu owadów, postanowili zbadać te przypuszczenia. Zbudowali duży model muchy, który zanurzyli w oleju i badali siły nośne wytwarzane podczas różnych scenariuszy. Ze zdumieniem dowiedzieli się, że prawda leży pośrodku. Okazało się, że robot wyposażony w musze skrzydła, które będą obracały się jak rotor śmigłowca, wytworzy taką samą siłę nośną jak w przypadku używania trzepoczących skrzydeł, jednak zużyje dwukrotnie mniej energii. Badania te pozwolą na skonstruowanie efektywnych energetycznie miniaturowych urządzeń latających, które zostaną wyposażone w wirujące musze skrzydła.
      Jak wyjaśnił Lentink, trzepoczące skrzydła marnują dużo energii na napędzanie powietrza w przód i w tył. Zarówno skrzydła trzepoczące jak i wirujące wytwarzają nawet dwukrotnie więcej siły nośnej niż wynika z teorii aerodynamicznych. Dzieje się tak, gdyz przy końcówkach skrzydeł tworzą się miniaturowe tornada, zmniejszające ciśnienie powyżej skrzydeł, dzięki czemu są one zasysane do góry.
      Nowe badania pokazują, która z metod jest bardziej efektywna. Dzięki nim powstaną doskonalsze urządzenia wykorzystywane w misjach szpiegowskich, badaniach naukowych czy podczas akcji ratunkowych.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czemu podczas chodzenia poruszamy rękoma? Przez lata pozostawało to tajemnicą, a niektórzy twierdzili wręcz, że mamy do czynienia z reliktem z czasów, kiedy chodziliśmy na czworakach. Teraz wreszcie udało się rozstrzygnąć zadawniony spór (Proceedings of the Royal Society B).
      Naukowcy zastanawiali się nad plusami i minusami takiego zjawiska. Skoro do wymachów rąk potrzebna jest energia, co można zyskać? Badacze z USA i Holandii zbudowali model mechaniczny, dzięki któremu śledzili dynamikę poruszania rękoma podczas chodu. Następnie zwerbowali 10 ochotników i poprosili o maszerowanie na kilka różnych sposobów: 1) zwykłe (lewa ręka-prawa noga i prawa ręka-lewa noga), 2) odwrotne do naturalnego (lewa ręka-lewa noga, prawa ręka-prawa noga), 3) z rękoma zgiętymi w łokciu oraz 4) z rękoma przyciśniętymi do tułowia. Metaboliczne koszty wybranego sposobu poruszania oceniano na postawie zużycia tlenu oraz ilości wydychanego dwutlenku węgla.
      A oto ustalenia. Poruszanie rękoma podczas chodzenia oznacza niski moment obrotowy mięśni ramienia, a więc minimalne zużycie energii. Poza tym, w porównaniu do zwykłego chodu, przytrzymywanie kończyn przy tułowiu wiąże się z 12-proc. wzrostem wydatków metabolicznych. Międzynarodowy zespół wykazał też, że wymachy zmniejszają zakres podskoków w dół i w górę podczas marszu, które same w sobie są kosztowne energetycznie dla mięśni łydki. Przyciskanie rąk do boków nasiliło ten ruch aż o 63%.
      Chód typu lewa ręka-lewa noga, prawa ręka-prawa noga wiąże się co prawda ze spadkiem wydatkowania energii przez mięśnie ramienia, ale powoduje skok tempa przemiany materii o ¼. Najlepiej więc kroczyć naprzód, jak chciała natura, bo to nie przeżytek, ale najbardziej ekonomiczna wersja przemieszczania się.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Telefon można zabezpieczyć przed wykorzystywaniem przez nieupoważnione osoby, wpisując każdorazowo PIN lub hasło, ale jest to dość uciążliwa procedura, z której chyba rzadko kto korzysta. Zamiast tego KDDI R&D Laboratories zaoferowały oprogramowanie rozpoznające właściciela komórki na podstawie gestu – machania ręką z aparatem w dłoni.
      Autoryzacja zachodzi dzięki czujnikowi przyspieszenia, który zbiera dane biometryczne osoby dotykającej telefonu. Jest to możliwe, gdyż na przebieg ruchu wpływa wiele zindywidualizowanych czynników, w tym długość ramienia, budowa mięśni czy sposób uchwycenia komórki. Twórcy programu twierdzą, że ze względu na ponad 96-procentową trafność taka metoda uwierzytelniania jest odporna na spoofing.
      Dane biometryczne są gromadzone przed każdym użyciem aparatu. Następnie porównuje się je do wzorca. KDDI R&D Laboratories zamierzają udoskonalić swój wynalazek, by w przyszłości różnymi gestami zdobywać np. dostęp do poszczególnych aplikacji.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...