Braun Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Unsplash/CC0 İctimai Sahə

Alimlər illərdir qazlar və ibislər kimi quşların “V” formasında uçmaqla aerodinamik üstünlük qazandığını bilirdilər. İndi isə Braun Universitetinin tədqiqatçıları bu üstünlüyün təbiəti ilə bağlı yeni məlumatlar təqdim ediblər.

“Proceedings of the National Academy of Sciences” jurnalında dərc olunmuş bir araşdırmada , Brown tədqiqatçıları Olivia Pomerenk və Kenny Breuer, bir qanad açan quşun – xüsusən də şimal keçəl ibisinin – digər quşun arxasınca və yan tərəfə – klassik V-formalaşma nöqtəsinə getdiyini təqlid edən aerodinamik model hazırladılar. Model göstərdi ki, bu vəziyyətdə olan quşlar uçuş üçün lazım olan mexaniki gücdə 11% azalma yaşayırlar. Bu qənaət əsasən qanad qanadlarının şaquli məsafəsinin azalması ilə bağlıdır.

Braun Mühəndislik Məktəbinin doktoranturadan sonrakı tədqiqatçısı Pomerenk bildirib ki, “Bu mövqedə gördüyümüz böyük dəyişiklik çırpınma amplitudasındadır. Ən azından bu konkret quş növü üçün quşun tək uçması halında olacağı amplitudanın təxminən 70%-ni təşkil edir. Bu, olduqca dramatik bir dəyişiklikdir.”

Brown Universitetinin mühəndislik və ekologiya, təkamül və orqanizm biologiyası professoru olan Breuer uzun müddətdir ki, heyvanların uçuşu ilə maraqlanır. Yüksək sürətli kameralarla bəzədilmiş xüsusi hazırlanmış külək tuneli ilə təchiz olunmuş Brown Universitetinin laboratoriyası həm yarasaların , həm də quşların uçuş dinamikası ilə bağlı çoxsaylı kəşflər edib. Bir neçə il əvvəl külək tunelində sığırçınlarla aparılan təcrübələr V-formasiyasının arxada qalan quşların enerjiyə qənaət etməsinə kömək etdiyini və külək tunelində uçuşların enerji dəyərini 25% azaltdığını təsdiqləməyə kömək etdi .

Qənaət haradan gəlir

Enerji faydası, ehtimal ki, hər qanadın uclarından fırlanan kiçik üfüqi tornadolar olan qanad ucları burulğanları ilə əlaqəlidir. Bu burulğanlardan gələn hava axını quşun birbaşa arxasında aerodinamik “aşağı axın” sahəsi və yan tərəfdə “yuxarı axın” sahəsi yaradır. Breuer və Pomerenk deyirlər ki, bu yuxarı axın zonası aerodinamik üstünlüyün ehtimal olunan mənbəyidir, lakin bunun quş üçün daha az iş yaratması sirr olaraq qalırdı. Bu yeni model məhz bunu aşkar etməyə çalışır.

Əsas sual, yuxarı yuma axınının quşlar üçün əlavə qaldırma, yoxsa əlavə itələmə gücü yaratmasıdır.

Pomerenk dedi: “Əgər mən uçan quşamsa, həll etməli olduğum iki problem var. Cazibə qüvvəsinə qarşı çıxmaq üçün qaldırma qüvvəsi və irəli uçmaq üçün itələmə qüvvəsi yaratmalıyam. Bu iki problemin hər ikisinin həlli enerji tələb edir, lakin başqa bir quşun ardınca uçmaq onlara fərqli təsir göstərə bilər.”

Pomerenk deyir ki, əvvəlki tədqiqatlar ya problemi həddindən artıq sadələşdirib, ya da həddindən artıq mürəkkəbləşdirib. Ən sadə modellər quşlara sabit qanadlı təyyarələr kimi yanaşır. Bu, quşların uçuşu üçün açıq-aydın əhəmiyyət kəsb edən qanad çırpmasının yaratdığı dinamikanı aradan qaldırır. Lakin daha mürəkkəb modellər və real təcrübələr də problemlidir və tez-tez vacib dinamikaları mürəkkəblik qarışığında basdırırlar.

Çərçivə-çərçivə qurulmuş model

Tədqiqatçıların yeni modeli problemi əsas məqamlara qədər bölür. Şimal keçəl ibisləri üzərində əvvəlki eksperimental tədqiqatlardan istifadə edərək, Pomerenk və Breuer tək bir çırpınan quşun yaratdığı izi diqqətlə modelləşdirdilər, sonra həmin izdə uçan ikinci bir quş əlavə etdilər. Aparıcı quş qanadlarını çırpardığı üçün izi hər çırpınma ilə şaquli olaraq dalğalanır. Bu dalğalanmanın arxadakı quşa təsirini əks etdirmək üçün model hərəkəti zamanla bir sıra anlar şəklində bölür.

Pomerenk izah etdi: “Əgər dünyaya “dondurma” düyməsini bassam, müəyyən bir mövqedə olan bir oyanış və müəyyən bir mövqedə olan bir izləyicinin qanadları qalacaq. Həmin anda arxada qalan quşun üzərindəki qüvvələrə çatmaq üçün ardıcıllıqla tətbiq edə biləcəyiniz bir dəstə maye dinamikası teoremləri var.”

Bu anlıq görüntüləri əlavə etməklə, model dalğavari oyanışın təsirlərini sıfırlayır. İş göstərdi ki, aparıcı quşun oyanışı arxada qalan quşun itələmə gücü yaratmaq ehtiyacını azaldır. Bu, quşun qanadlarının amplitudasını azaltmasına imkan verir ki, bu da öz növbəsində enerjiyə qənaət edir. Modelin bütün tapıntıları eksperimental müşahidələrlə uyğundur, lakin aparıcı quşun oyanışının arxada qalan quş üçün daha asan gəzintiyə necə çevrildiyinə dair çox vacib bir izahat əlavə edir.

Formalaşmadakı quşlardan kənarda

Bu izahat quş uçuşundan kənara da tətbiq oluna bilər.

Breuer bildirib ki, “bunun mühəndislik sistemləri üçün də nəticələri var. Bütün bunlar, məsələn, kənd təsərrüfatında və ya yanğınsöndürmədə istifadə olunan dron dəstələrini necə ən yaxşı şəkildə idarə edəcəyinizi anlamaq üçün də tətbiq oluna bilər.”

Pomerenk, iki quşun qarşılıqlı təsir modelinin nəticədə sosial və davranış dinamikasını əhatə edən daha böyük bir quş uçuşu modelinə daxil edilə biləcəyinə ümid etdiyini söyləyir. Bu şəkildə, iş uzun müddətdir quş müşahidəçilərini və elm adamlarını maraqlandıran formalaşmaları və mırıltıları anlamaqda mühüm bir addım ola bilər.

Nəşr detalları

Olivia Pomerenk və digərləri, Minimal oyanma-burulğan modeli qanad açan quşların formalaşma uçuşunu izah edir, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2606668123

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Əsas anlayışlar

quşlarornitologiyaQonaq QuşlarAerodinamikaBioloji maye dinamikasıKollektiv davranışBurulğan axınları

Braun Universiteti tərəfindən təmin edilir