Колибри Анны / Бекки Мацубара, лицензия CC

Колибри названа в честь приятного жужжания, когда она парит перед цветами, чтобы кормиться. Но только сейчас стало ясно, как крыло издает звук тезки колибри, когда оно быстро бьется со скоростью 40 ударов в секунду.

Исследователи из Технологического университета Эйндховена, Стэнфордского университета и Сорамы тщательно наблюдали за колибри, используя 12 высокоскоростных камер, шесть нажимных пластин и 2176 микрофонов. Команде инженеров впервые удалось определить точное происхождение звука, издаваемого хлопающими крыльями летающего животного.

Они обнаружили, что мягкие и сложные оперенные крылья колибри издают звук аналогично тому, как это делают более простые крылья насекомых. Новые идеи могут помочь сделать такие устройства, как вентиляторы и дроны, тише.

Гул колибри возникает из-за разницы давлений между верхней и нижней сторонами крыльев, которая изменяется как по величине, так и по ориентации, когда крылья взмахивают вперед и назад. Эти перепады давления на крыло важны, потому что они обеспечивают чистую аэродинамическую силу, которая позволяет птице колибри взлетать и парить.

БОЛЕЕ: Ученые впервые выследили новую птичью песню, которая стала вирусной для этого вида воробьев

В отличие от других видов птиц, крыло колибри создает сильную аэродинамическую силу, направленную вверх во время взмаха крыла вниз и вверх, то есть дважды за взмах крыла. Принимая во внимание, что обе разницы давления из-за подъемной силы и силы сопротивления, действующей на крыло, вносят свой вклад, оказывается, что восходящая разность давлений подъема является основным источником шума.

Разница между нытьем, мычанием и ухаживанием

Профессор Дэвид Лентинк из Стэнфордского университета сказал: «Вот почему птицы и насекомые издают разные звуки. Воют комары, жужжат пчелы, жужжат колибри, а птицы более крупные. Большинство птиц относительно тихие, потому что они создают большую часть подъемной силы только один раз во время взмаха крыльев при движении вниз. Колибри и насекомые более шумные, потому что они делают это дважды за взмах крыла ».

Чтобы прийти к своей модели, ученые исследовали шесть колибри Анны, наиболее распространенные виды в Стэнфорде.

Одна за другой они заставляли птиц пить сахарную воду из искусственного цветка в специальной полетной камере. Вокруг камеры, невидимой для птиц, были установлены камеры, микрофоны и датчики давления, которые точно записывали каждое взмах крыла при парении перед цветком.

СВЯЗАННЫЕ С: Смотреть на эту маму-колибри с ее новорожденными – это как раз то, что нам нужно

Во время последующего эксперимента шести высокочувствительным нажимным пластинам наконец удалось записать подъемную силу и силу сопротивления, создаваемую крыльями при их движении вверх и вниз.

В конце концов исследователям удалось объединить все свои различные результаты в простую трехмерную акустическую модель, заимствованную из мира самолетов и математически адаптированную для взмахов крыльев. Он предсказывает звук, излучаемый взмахами крыльев, не только жужжание колибри, но также шепот других птиц и летучих мышей, жужжание и нытье насекомых и даже шум, который издают хлопающие крылья роботы.

Сделать дроны тише?

Хотя это не было предметом настоящего исследования – оно было опубликовано в марте в журнал eLife—Полученные знания могут также помочь улучшить роторы самолетов и дронов, а также вентиляторы ноутбуков и пылесосов. Новые идеи и инструменты могут помочь создать более тихие устройства, которые генерируют сложные силы, такие как животные.

Это именно то, к чему стремится Сорама: «Мы делаем звук видимым, чтобы сделать технику тише. Шумовое загрязнение становится все более серьезной проблемой. И один децибелметр не решит эту проблему. Вам нужно знать, откуда исходит звук и как он создается, чтобы иметь возможность его устранить. Вот для чего нужны наши звуковые камеры. Это исследование крыльев колибри дает нам совершенно новую и очень точную модель в качестве отправной точки, чтобы мы могли делать нашу работу еще лучше », – заключает генеральный директор и исследователь Рик Шолте из Sorama, дочернего предприятия Эйндховенского технологического университета.

ПРОВЕРИТЬ: Новая наука утверждает, что нахождение рядом с птицами делает нас намного счастливее

Могут ли движения колибри дать нам более тихую технику в будущем? Что ж, мы здесь для этого.

(СМОТРЕТЬ видео исследователей о том, как жужжат колибри)

Источник: Эйндховенский технологический университет

ПОЛЕТИТЕ это увлекательное исследование своим приятелям …




#Микрофоны #раскрывающие #тайну #того #почему #колибри #гудят

Source link