Деформация крыльев

Для анализа функциональных связей между элементами крылового аппарата и выяснения принципа его построения следует выделить в системе обеспечения полета три подсистемы [69] 1) внутренний локомоторный механизм, 2) окружающую среду, 3) подсистему управления. Необходимые для полета силы создаются при взаимодействии крыльев с окружающей средой. Способ приведения крыльев в движение, характер этого движения и особенности взаимодействия крыльев с потоком воздуха составляют суть механики полета. В работе внимание сосредоточено на механике полета и ее изменении в ходе исторического развития. В свою очередь, для того чтобы воссоздать функционально и аэродинамически обусловленную последовательность событий в изменении организации крылового аппарата первых крылатых насекомых, необходимо знать принципы его организации, закономерности кинематики и деформации крыльев во время полета [c.4]

КИНЕМАТИКА И ДЕФОРМАЦИЯ КРЫЛЬЕВ [c.67]

Сильная деформируемость крыльев насекомых в полете отмечалась давно [45, 140], однако специальное изучение этого явления началось лишь в самое последнее время [11, 21, 22, 23, 250]. Деформация крыльев насекомых в полете изучена в настоящее время фрагментарно отсутствует представление об общих деформационных свойствах крыльев, не известно, какие изменения эти свойства претерпели в процессе исторического развития. [c.67]

Во многих случаях опорные элементы управляют деформацией крыла, препятствуя ее развитию или направляя возникающие складки в те или иные участки крыла. Такова роль X-фигуры вершины крыла веснянок, жилок, которые определяют положение линии излома на крыльях ручейников и вислокрылки. Следует отметить, что в большинстве случаев жилки, играющие роль опорных элементов, почти не выделяются на общем фоне жилкования, об их значении можно судить только по слабой деформируемости в цикле взмаха. [c.93]

Рис. 47. Соотношение типов деформации крыльев на различных участках траектории у насекомых разных отрядов.

Общее направление эволюционного изменения деформации крыльев. Деформация крыльев насекомых может происходить под действием следующих сил аэродинамических, инерционных, [c.107]

Со времени постановки Р. Снодграссом вопроса — как насекомые летают — прошло более половины века. За этот период накопилось много новых данных о полете разных насекомых, в том числе тех, которые не привлекали раньше внимание исследователей поденок [16], веснянок [26], ручейников [46] и др. Значительные успехи достигнуты в разработке методов изучения полета насекомых, широкое применение получили скоростная киносъемка [25, 171 и др.], термоанемометрия [246], малоинерционная техника измерения сил [94, 252]. Впервые была осуществлена визуализация аэродинамического следа летящего насекомого [30, 32]. Прогресс в изучении полета насекомых позволяет приблизиться к созданию цельной картины этого явления, в которой бы данные о строении крылового аппарата тесно переплетались и взаимодействовали с представлениями о кинематике и деформации крыльев, аэродинамика полета — с его эко-лого-этологическими особенностями. [c.4]

В последнее время все большее внимание привлекают к себе различные складки, пересекаюш.ие крыловую пластину. Первая попытка систематизации складок принадлежит А. Ф. Емельянову [43]. В его системе, построенной исключительно по топографическому принципу, каждая складка идентифицируется и получает название по предлежащей жилке. Однако сравнение крыльев разных насекомых показывает, что положение одних и тех же складок непостоянно даже у близкородственных групп они могут проходить по-разному [58]. Это вполне понятно, так как основная функция складок — обеспечение определенной деформации крыла в цикле взмаха — может претерпевать изменения в зависимости от формы крыла и особенностей полета. [c.58]

Наиболее сильная деформация крыльев отмечается при супинации в нижней точке взмаха. У веснянки Isogenus nube ula передние крылья сильно перекручиваются в основании их вершины отгибаются вниз (рис. 39). Линия отгиба начинается от переднего края крыла в области вершины Se, косо пересекает пластину и выходит на задний край крыла возле вершины кубитальной складки. Линия излома не образуется — отгиб вершины происходит плавно он начинается медленно, но затем ускоряется [c.89]

В местах пересечения жилок и складок возникают шарниры (рис. 41, 2). Они играют роль упругих связок, обеспечивая прочность и гибкость крыла, а также определяют направление деформаций. В ряде случаев при пересечении жилок со складкой изменения их морфологии незаметны это особенно характерно для основных стволов. Часто такая ситуация возникает, если складка подходит к жилке под очень острым углом, почти по касательной. В этом случае деформация по складке приводит не к изгибу, а к скручиванию жилки она не пережимается, и шарнир оказывается излишним. Наиболее важные шарниры расположены вдоль складок psr и реи. Следует отметить также шарнир, расположенный на радиусе в области вершины субкостальной жилки, связанный с разнообразными поперечными деформациями крыла. [c.101]

В некоторых случаях влияние деформации крыльев особенно сильно отразилось на их морфологии. Так, у вымерших Glosselyt-rodea большую роль в полете играла складка радиального сектора, что привело к радикальной перестройке всего крыла. В результате образовалось длинное, лишенное поперечных жилок мембранозное поле вдоль всего хода psr, а форма крыла приблизилась к симметричной (рис. 46, 5). Необычное расположение жилок в основании задних крыльев вымерших параплекоптер [54] возникло, по-видимому, также при участии складки радиального сектора (рис. 46, 6). [c.102]

При определении наиболее примитивного типа деформации крыльев следует обратить внимание на естественные деформационные свойства неспециализированного крыла, на котором отсутствуют особые складки, шарниры и другие структуры, облегчаюш.ие локальный отгиб того или иного участка. Удобной моделью такого крыла может служить пластина вытянутой эллиптической формы с расширенным основанием при этом гибкость пластины увеличивается от основания к вершине и от переднего края к заднему. Этими свойствами обладают крылья только тех из изученных насекомых, которые при супинации в нижней точке взмаха испытывают винтообразное перекручивание. Сходная деформация крыльев наблюдается у равнокрылых стрекоз, но это достигается за счет резкого сужения основания (стебельчатокры-лость) и участия ряда шарниров, вынесенных в лопасть крыла. Аналогичные шарниры у разнокрылых стрекоз обеспечивают локальные отгибы пластины крыла при взмахах. Деформация крыльев поденок резко отличается от таковой других насекомых тем, что вершина крыла отгибается вверх, а крыло испытывает градуальную супинацию. Следовательно, обе группы — поденки и стрекозы — не могут служить примером насекомых с самым примитивным типом деформации крыльев. [c.103]

Супинационные деформации. Наиболее сложная и сильная деформация крыльев наблюдается в нижней точке взмаха, где проходит их супинация. У большинства насекомых крылья заканчивают движение вниз с максимальной скоростью. При резкой остановке крыла за счет сил инерции в его основании происходит упругое изгибание структур. Силы упругой деформации вызывают перемеш.ение крыла назад, иногда — назад и вверх. Как следствие этого, возникает наиболее обычная супинационная деформация крыльев примитивных насекомых — их винтообразное перекручивание. [c.103]

Все сказанное выше позволяет заключить, что замыканию вихревых колец на крыле (сцепленной паре крыльев) способствует 1) отсутствие хлопка крыльев над спинкой в верхней точке взмаха 2) особый способ деформации крыльев в верхней точке взмаха, в первую очередь пронационные разворот и перегиб 3) движение крыльев вниз с малыми значениями угла атаки 4) наклонное положение плоскости взмаха относительно продольной оси тела 5) малая амплитуда взмаха 6) высокая частота взмаха. [c.149]

Увеличение длины примитивных крыльев в историческом развитии было сопряжено с ростом сил инерции, преодоление которых привело к становлению супинационной деформации в нижней точке взмаха. В свою очередь, при супинационном закручивании или ином типе деформации крылья поднимаются с меньшим углом атаки, вследствие чего уменьшается их взаимодействие с потоком воздуха. В главе 4 мы выяснили, что основная функция пронации — создание циркуляции вокруг крыльев. Продолжая ту же аналогию, мы можем заключить, что основная роль супинации (здесь циркуляцию заново создавать не надо) — эффективное уменьшение угла атаки крыльев при их подъеме. Так, через цепь взаимодействий увеличение длины крыла рост сил инерции развитие супинационной деформации ослабление взаимодействия крыла с потоком воздуха при его подъеме — возникает аэродинамическая асимметрия между махом вниз и вверх. [c.169]

По всей видимости, параллельно у двух групп насекомых — палеодиктиоптер и древних стрекоз — происходило умельшение амплитуды взмаха, сопровождаемое увеличением длины крыльев. Освоение пассивных режимов полета и утрата способности складывать крылья привели к кардинальной перестройке аксиллярного аппарата, редукции вертикального и торсионного шарниров. У стрекоз на лопасти крыла вторично развилась серия шарниров, обеспечивающих сильную деформацию крыльев при взмахах. [c.172]

Появление крылового аппарата стало ключевым моментом в становлении насекомых — богатого видами, важного в практическом и теоретическом отношении класса животных. За более чем трехсотмиллионную историю развития крыловой аппарат претерпел существенные изменения, которые затронули строение крыльев, аксиллярного аппарата, скелета, мускулатуры, механизмы кинематики и деформации крыльев, а также аэродинамику полета — принципы, лежащие в основе создания сил, необходимых для движения в воздухе. Полет насекомых с необходимостью возник как машущий, и именно поэтому этим животным пришлось столкнуться с рядом проблем, решение которых привело к появлению большого разнообразия ныне существующих типов крыловых аппаратов. [c.186]

Сравнительно недавно известный механик Т. Максуорти [165] отметил ближайшие задачи, решение которых должно определить прогресс в изучении полета насекомых 1) выяснение аэродинамики полета при очень низких числах Рейнольдса, например у трипсов или других перокрылых насекомых 2) изучение особенностей взаимодействия между парами крыльев, двигающихся не в фазе 3) выяснение роли гибкости (деформации) крыльев в модификации сил, создаваемых при движении крыльев 4) изучение формы спутной струи за летящим насекомым 5) расчет энергии и мощности, необходимых для полета, и т. д. Очевидно, что список ближайших задач далеко не полный, так как учитывается только аэродинамическая сторона явления. Наибольшее внимание нами было уделено второй, третьей и четвертой проблемам. Однако и здесь остается широкое поле деятельности для исследователя. Прежде всего отсутствует подробная количественная информация о распределении скоростей вокруг крыльев и за летящим насекомым, остро ощущается потребность в данных по организации аэродинамического следа многих насекомых с высокой частотой взмаха. Большой интерес представляет собой изучение характера течения в непосредственной близости к поверхности машущего крыла, роли микрорельефа в распределении потоков и многие другие вопросы. Не все группы насекомых достаточно полно охвачены исследованием. Мы мало знаем об особенностях полета таких насекомых, как равнокрылые стрекозы и жуки. Много интересного и, по-видимому, нового ждет исследователя, который поставит перед собой задачу изучить полет этих и некоторых других групп насекомых. Автор надеется, что материалы, изложенные в книге, будут полезны всем тем, кто, не боясь трудностей, решил посвятить себя изучению одного из самых сложных и увлекательных явлений живой природы — полета насекомых. [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология