Otázka motýlího letu nedala spát vědcům ze švédské univerzity v Lundu a rozhodli se aerodynamiku letu motýlů i jejich křídel prozkoumat detailně pomocí větrného tunelu. Výsledek překvapil nejen je, ale i další odborníky ve světě. To, co bylo považováno za jakési tleskání či plácání, tedy setkání protilehlých křídel v nejvyšším bodě mávnutí, rozhodně tlesknutím není.
Co způsobí mávnutí
Třepotavý let motýlů inspiroval nejen básníky, ale i vědce k pojmenování takzvaného efektu motýlích křídel, jenž vyjadřuje závislost vývoje jakéhokoli systému na počátečních citlivých podmínkách – malé změny způsobují velké v delším průběhu procesu.
„Tryskový efekt“ je právě tím trikem, který ve fázi vzletu umožňuje motýlům uniknout zobáku lovce.
Naznačil to v roce 1952 ve své povídce A Sound of Thunder (Burácení hromu) americký spisovatel Ray Bradbury a samotný termín „efekt motýlích křídel“ poprvé použil matematik a meteorolog Edward Lorenz před čtyřiceti lety v přednášce nazvané „Předvídatelnost: Může mávnutí motýlího křídla v Brazílii spustit tornádo v Texasu?“. Takové menší tornádo ovšem nyní spouští výzkum švédských vědců a jejich studie, která ukazuje, že motýli vyvinuli účinný způsob „tleskání“ křídel, aby dosáhli potřebného vztlaku.
Nikoli tornádo, spíš tryskáč
Létající živočichové si vyvinuli různé způsoby, jak se vyhnout nebezpečným predátorům. U některých se vyvinula výkonná křídla, která je odnesou do bezpečí, jiní se brání třeba tím, že jako oběť chutnají prostě mizerně. Ani jedno z toho ovšem neplatí o pomalu, klikatě a třepetavě létajících motýlech. Švédští vědci nyní pomocí aerodynamického tunelu a vysokorychlostních kamer odhalili jedinečné dovednosti motýla a jeho způsob pohybu ve vzduchu, které mu pomáhají rychle vzlétnout při útoku predátorů.
Všimli si, že se oproti dosavadním předpokladům křídla motýla v nejvyšší poloze rozmachu nesetkají naplocho v jakémsi tlesknutí, ale protože jsou pružná, vytvoří mezi sebou vzduchovou kapsu. Teprve potom plochy křídel obsah vzduchu z kapsy vytlačí ven, což podle zákona akce a reakce popožene motýla vpřed. Následné mávnutí křídel k zemi ho pak podle jeho razance buď udrží ve vzduchu ve stejné výšce, nebo mu dovolí klesnout či naopak stoupat. „Tryskový efekt“ je právě tím trikem, který ve fázi vzletu umožňuje motýlům uniknout zobáku lovce.
Výzva pro vývoj dronů
Pro ověření toho, co pozorovali na zpomaleném videozáznamu letu motýlů, zkonstruovali vědci dva jednoduché páry mechanických křídel. Jeden pár byl tuhý, druhý pružný, a tedy i více podobný motýlím křídlům. Výsledek odpovídal pozorováním, ale překvapil něčím jiným. Tým zjistil, že pružná křídla podstatně zvýšila sílu tahu, vytvořenou „tlesknutím“ křídel a následným vytlačením vzduchu z vytvořené kapsy. Účinnost se zvýšila o osmadvacet procent, což je pro létajícího tvora podle autorů studie obrovský skok.
Výzkumník Per Henningsson z Lund University, který studoval aerodynamiku motýlů společně s kolegou Christofferem Johanssonem, tvrdí, že pružnost a tvar motýlích křídel by mohly být inspirací k vývoji efektivnějších technologií například u čím dál více využívaných malých dronů. Podle něj by technici měli zaměřit pozornost právě na schopnost motýlích křídel vytvořit onu vzduchovou kapsu, která dává příslušníkům tohoto řádu hmyzu šanci na přežití.
Reklama
foto: Shutterstock, zdroj: Science Daily