Главная / Наука / Вчені розкрили механізм польоту насіння кульбаби

Вчені розкрили механізм польоту насіння кульбаби

Частково проникний для повітря «парашут» кульбаби використовують турбулентні вихори, створюючи вчетверо велику піднімальну силу, ніж справжній парашут.

Політ насіння кульбаби — як казковий політ Мері Поппінс на парасольці: виглядає досить просто і романтично, однак з точки зору фізики вкрай незвичайний. Зірвані вітром з квітки, вони подорожують користуючись паппусом — «чубчика» з безлічі якнайтонших волосків. Інтуїтивно це виглядає цілком зрозумілим, але фізики досі не могли в точності описати, як саме паппус дозволяє насінню кульбаби (і деяких інших рослин) підніматися в повітря і переноситися часом на досить великі відстані.

Заведено говорити, що механізм їх польоту схожий з парашутним: вільне падіння уповільнює опір повітря у волосках паппуса. Проте насіння кульбаби піднімаються вгору під дією додаткової сили. Про це розповідає нова стаття Наомі Накаями (Naomi Nakayama) та її колег з Единбурзького університету, опублікована в журналі Nature.

Автори вивчили політ кульбаби з допомогою високошвидкісного фільмування, а також провели комп’ютерне моделювання. Їм вдалося підтвердити, що волоски діють майже як поверхня парашута, а крім того, виникають потоки повітря, які оточують паппус з зовнішньої сторони. Вони створюють турбулентний вихор трохи вище «парасольки». Тиск у ньому нижче, ніж у повітря під паппусом, що створює піднімальну силу, необхідну для тривалого польоту.

Ученые раскрыли механизм полета семян одуванчика
Волоски паппуса діють як єдина структура, змушуючи повітря обтікати «парасольку» і формувати вихор, що створює піднімальну силу / ©Cummins et al., 2018

Механізм польоту, багато в чому схожий на описаний вище, використовують і комахи, що створюють турбулентні вихори — центри низького тиску та джерело піднімальної сили — шляхом махових рухів крилами. Однак у кульбаби виявилася одна дійсно унікальна особливість. У тих же комах вихори швидко зриваються із крил і зникають, а слідом за ними утворюються нові; над насіниною, що летить вихор утримується стабільно. Річ у тому, що її паппус, що складається з тонких волосків, дозволяє повітрю частково проходити наскрізь.

Немов вихор безперервно засмоктує повітря з-під поверхні паппуса, з області більш високого тиску, «підживлюючись» цим потоком і зберігаючи відносну стабільність. Автори підрахували, що ці механізми забезпечують вчетверо більше високу підіймальну силу, ніж проста парашутна система такої ж геометрії. Можливо, коли-небудь і наші парашути будуть виготовлятися не з цілісного шматка тканини, а з пружних і легких «волосків», дозволяючи використовувати меншу площу для безпечного спуску з висоти.

 
comments powered by HyperComments