Tiibade värvivalik mõjutab lennumasina tõhusust
Biomimikri on valdkond, mis kasutab looduse insenerivõimeid ja püüab neid üle kanda inimeste maailma. Pole juhuslik, et lennukid näevad välja nagu linnud - kuid kas peaksime ka lennumasinate tiivad lindude järgi värvima? Teadlased arvavad, et see tuleks kasuks.
Tartu ülikooli linnuökoloogia teadur Marko Mägi kirjutab Linnuvaatleja veebipesas, et suurte tiibadega linnud, näiteks kondorid, kured, pelikanid ja albatrossid, suudavad pärast algset kiirendust tõusvaid õhuvoole, mille kiirus on 1–10 m/s, kasutades ja tiibadega hoogu mitte andes edukalt õhus liuelda. Lennata võimaldab tõstejõudu tekitav tiiva üla- ja alapoole õhurõhkude erinevus – ülapoolel liigub õhk kiiremini ja on veidi hõredam kui tiiva alapoolel.
Paljude lindude tiiva ülapool on alumisest tumedam. Värvierinevust on seletatud varje-eesmärgiga – saagijahil kiskjale ei torka ülevalt vaadates maastikul lind silma; sama rolli täidab tiiva heledam alapool alt ülesse vaadates. Lisaks on tumedamad suled tugevamad ning kulumisele vastupidavamad.
Pagualbatross, Thalassarche cauta. Autor: JJ Harrison ([email protected]), Wikimedia Commons
New Mexico ülikooli teadlasi huvitas, kuidas mõjutab sulgede värvus tiibade pinna temperatuuri ja kas sellel on mõju liuglennule. Uurijad keskendusid hiljuti avaldatud uuringus albatrossidele, kelle pikad tiivad on liuglennuks teadaolevalt kõige paremini kohastunud. Albatrosside tiiva tume pealispind neelab rohkem soojust kui hele ning seetõttu soojenevad tumedad suled heledamatest rohkem ja kiiremini.
Teadlaste arvutused näitasid, et 10-20 meetri kõrgusel mere kohal kiirusega 30 m/s liugleva albatrossi tiiva pealispind on 10 °C soojem tiiva alapoolest. Selline temperatuuride erinevus põhjustab erinevusi ka tiiva pealt ja alt liikuva õhu tiheduses, mille tulemusena väheneb tiiva õhutakistus ja lind säästab energiat. Uurijate arvutused näitasid, et need tulemused on albatrosside puhul universaalsed, kehtides nii suvel kui ka talvel ning troopilistes ja külmema kliimaga piirkondades.
Samal põhimõttel kui linnud, lendavad ka lennukid, seepärast saab kogutud teadmisi rakendada lindudele sarnaselt õhus tiibu liigutavate või hoopis fikseeritud tiibadega mehitamata lennumasinate ehitamisel. Õhutakistust vähendavate teadmiste rakendamisel on võimalik säästa kütust, pikendada masina lennuaega, lennata kiiremini ja suurendada seeläbi lennumasina tööraadiust.
Toimetaja: Randel Kreitsberg, Tartu ülikool
