Як кажани натягують свої крила

Щоб крила не гнулася при польоті, кажани керують їхньою жорсткістю за допомогою спеціальних нитевидних м'язів, протягнутих через все крило.


Крило виявилося на рідкість вдалою вигадкою еволюції, досить згадати птахів і комах (хоча походження крила, його формування в ході індивідуального розвитку у тих і в інших абсолютно різне). Більш того, навіть деякі ссавці спокусилися можливістю вільного польоту - ми говоримо, звичайно ж, про рукокрилих, про крилан і кажанів, які теж обзавелися крилами.


Однак якщо ми придивимося до комах і птахів, то виявимо, що їхні крила відносно жорсткі, у всякому разі, якщо порівнювати їх зі шкірястими перепонками рукокрилих. Інтуїтивно зрозуміло, що аеродинамічні характеристики залежать від форми крила. Якщо крило жорстке, то зрозуміло, що від нього чекати, і політ буде передбачуваним. З іншого боку, якщо крило гнучке, якщо воно може змінювати форму, це можна використовувати для складних маневрів. Але якщо його форма буде змінюватися раптовим і непередбачуваним чином, політ може закінчитися аварією.

Рукокрилі, незважаючи на гнучкі крила, літають цілком успішно, їх манівреності позаздрили б навіть деякі птахи. Загальна форма крила у кажанів підтримується кістками, але шкіра, натягнута між ними, зовсім не жорстка і може надуватися і опадати під натиском повітря. Однак у кажанів є спеціальний механізм, що не дозволяє гнучким частинам крила довільно гнутися і змінювати форму. Механізм цей описують у своїй статті в Bioinspiration and Biomimetics Йорн Чейні (Jorn Cheney) і його колеги з Університету Брауна. Дослідники згадали про особливі нитевидні м'язи, розтягнуті прямо в шкірі крил кажанів - їх виявили ще сто років тому, але для чого саме вони призначені, досі ніхто не знав.

Дослідники встановили, що однієї такої м'язової нитки недостатньо для того, щоб змінити форму крила. Звідси з'явилося два припущення: перше - що ці м'язи все-таки змінюють форму крила, але для цього їм потрібно працювати разом, друге - що ці м'язи служать лише чимось на зразок датчиків натягнення. За допомогою електродних сенсорів, прикріплених до крил ямайських листоносів, дослідники встановили, що правильною виявилася перша гіпотеза: напружуючись і розслабляючись, нітевидні мускули регулювали жорсткість крила. Коли крило рухалося вниз, м'язи робили його більш жорстким, коли крило рухалося вгору, вони, навпаки, розслаблялися. І працювали вони при цьому колективно і синхронно, причому ритм їх роботи залежав від швидкості польоту: якщо кажана прискорювалася, м'язи натягувалися і розслаблялися швидше.
Тобто нитевидні мускули в крилах не були пасивною арматурою, навпаки, вони реагували на зміни в манері польоту і пристосовували крило до нових аеродинамічних умов. При цьому, однак, автори не виключають, що ці м'язи можуть виконувати і сенсорну функцію - отримані дані анітрохи цієї можливості не суперечать.

Відомо, що механізм польоту кажанів намагаються повторити в проектованих штучних літальних апаратах - інженери хочуть зрозуміти, які плюси в польоті може дати саме така конструкція крила, як у рукокрилих. У тому ж Університет Брауна дослідники давно і щільно вивчають аеродинаміку кажанів, і навіть створили для цього штучне роботизоване крило; очевидно, тепер це крило треба буде забезпечити додатковими характеристиками, які змінювали б його еластичність залежно від поточної обстановки - подібно до того, як це відбувається у справжніх рукокрилих.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND