Не взлетим, так поплаваем!

Воздух и вода, крылья и плавники: если присмотреться, то общего у них куда больше, чем может показаться на первый взгляд.

Что роднит китов и бабочек? И почему создаваемые человеком летательные и плавательные аппараты имеют неподвижные крылья? Джон Костелло из Колледжа города Провиденс (США) и его коллеги в процессе работы над проектом по созданию подводного аппарата, который бы двигался наподобие медузы, пришли к неожиданному выводу, что крылья и плавники, кому бы они ни принадлежали, имеют много общего. 

Жизнь зародилась в воде. Потом вышла на сушу и наконец поднялась в воздух. Когда пришло время осваивать новую среду, оказалось, что хорошо зарекомендовавшая себя в воде конструкция при небольшой доработке сможет работать и в воздухе. Ученые просмотрели десятки видеороликов, где было запечатлено движение самых разных  животных – от плодовых мушек до горбатых китов. В итоге они нашли закономерность: части тел животных – медуз, рыб, мотыльков и птиц в движении сгибаются похожим образом. У представителей 59 исследованных видов расстояние от основания подвижной поверхности до точки изгиба равно примерно двум третям от общей длины, а угол изгиба составил от 15 до 38 градусов. Причем у птиц он больше, а у насекомых меньше. Результаты исследования опубликованы в журнале «Nature Communications».

«Мы закрепили на краях купола медузы гибкие полоски силикона, и она стала проталкивать себя сквозь воду гораздо эффективнее. Мы хотели понять, как и почему гибкость увеличивает тягу. Затем мы планировали использовать полученные знания для улучшения тяги искусственного подводного аппарата», – рассказывает Костелло. 

Человеку только недавно удалось создать летательный аппарат с подвижными крыльями. В прошлом году в Гарварде был создан робот, который летает, как муха. Пожалуй, на сегодняшний день это самый удачный работающий летательный аппарат такого типа.

Как вышло, что развивающиеся в разных условиях животные использовали один универсальный принцип, – пока загадка. «Чем больше мы узнаем о движениях животных и о том, как они развивались в течение миллионов лет эволюции, тем больше это может помочь нам в усовершенствовании различных средств передвижения», – сказал один из авторов исследования, Натан Джонсон из Техасского университета. По мнению ученых, именно непонимание, как устроено крыло птицы, привело к тому, что до сих пор мы не создали летательного аппарата с подвижным крылом. «Кинематика оказалась важнее материалов – чешуек, перьев, кожи. Главное – это универсальный принцип движения», – считает Кастелло.