Для своих небольших тел бабочки имеют большую пару крыльев. Они летают с крыльями, которые могут утяжелить их и позволить хищникам их догнать. Но, как оказалось, бабочки обладают уникальным стилем взлета, который делает их более быстрыми.
В исследовании, опубликованном в Journal of the Royal Surface Interface , исследователи из Лундского университета в Швеции обнаружили, что бабочки «хлопают» крыльями вместе, создавая тягу. Но вместо того, чтобы просто столкнуть их вместе, как две плоские поверхности, они образуют «карман», который задерживает больше воздуха и дает им дополнительный прирост скорости во время взлета.
«Если вы бабочка, которая способна взлетать быстрее других, это дает вам очевидное преимущество», - сказал Пер Хеннингссон, биолог и один из исследователей исследования.
Ученые давно ломают голову над тем, как бабочки перемещаются по воздуху. Эти симпатичные насекомые не совсем похожи на других летающих животных, таких как птицы и летучие мыши.
«У них очень экстремальная форма крыльев - очень большие, короткие, но очень широкие по сравнению с их маленьким телом... Это небольшая загадка, потому что такое крыло довольно неэффективно» , - пояснил Хеннингссон.
Бабочки становятся жертвами множества животных, таких как лягушки, пауки, ящерицы и птицы. С множеством существ на хвосте бабочки подвергаются большой опасности. «Это сильное избирательное давление, потому что это вопрос жизни и смерти», - сказал Хеннингссон.
Предыдущие исследования показали, что бабочки хлопают крыльями в конце хода вверх для создания движения. Но данных об этом хлопке крыльев нет.
С этой целью исследователи записали свободно летающих бабочек в замедленной съемке, чтобы узнать больше об этом движении. Они обнаружили, что крылья бабочек образуют чашеобразную форму во время движения вверх - непосредственно перед хлопком - для создания тяги. Затем крылатые существа находят опору веса во время удара вниз.
Исследователи также заметили, что бабочки хлопают крыльями «гораздо более продвинутым способом», чем считалось ранее. Когда их крылья встречаются, это не просто две сталкивающиеся друг с другом плоские поверхности; вместо этого они образуют «карман», который захватывает больше воздуха и увеличивает скорость бабочек.
В рамках своего эксперимента исследователи создали две пары простых механических крыльев, одну жесткую, а другую гибкую, как настоящие крылья бабочки. Команда обнаружила, что гибкие крылья на 28 процентов более энергоэффективны и на 22 процента лучше генерируют силу, чем жесткие.
Хеннингссон сказал, что до сих пор неясно, используют ли бабочки карманную технику в свободном полете, но во время фазы взлета они определенно делают это много. Исследователи считают, что улучшенная техника взлета дает бабочкам эволюционное преимущество, которое помогает им убегать от хищников.
«Чтобы свести к минимуму риск поимки, бабочки обычно взлетают очень быстро и внезапно, а многие из них летают беспорядочно и непредсказуемо», - сказал Хеннингссон.
Он добавил, что их открытия могут быть использованы для разработки дронов, которые используют тот же стиль, что и бабочки. В прошлом году международная команда инженеров разработала дрон размером с птицу на основе обыкновенного стрижа. Названный «орнитоптер», дрон взмахивает крыльями для создания тяги вперед. Это эффективный летчик, который может избегать столкновений и может безопасно перемещаться в местах с большим скоплением людей.
«Люди, которые работают над этими конструкциями ... должны изучить поведение чашеобразной формы, поскольку от этого можно добиться большей эффективности и результативности», - сказал Хеннингссон.