Схлопывающий полёт стрекозы - Андрей Альбертович Гришаев

Стрекозы, особенно крупные, по праву считаются асами лётного мастерства среди насекомых. Но принципы полёта стрекоз до сих пор остаются загадкой для науки. Ясно, что выдающиеся лётные качества стрекоз каким-то образом связаны с характерной особенностью их полётного аппарата: с наличием двух пар крыльев — практически одинаково развитых и независимо управляемых.

Имея две пары крыльев, стрекозы, как мы полагаем, держатся в воздухе тем же способом, что и многие двукрылые насекомые — создавая вертикальную вибрационную тягу [1]. Напомним, что эта тяга образуется, если махи крыльями вниз совершаются несколько быстрее, чем махи вверх. При этом усреднённая сила сопротивления воздуха, имеющего ненулевую динамическую вязкость, направлена вверх. Элементарные расчёты показывают: для того, чтобы держаться в воздухе пчеле, махи её крылышек вниз должны совершаться всего на 15% быстрее, чем махи вверх [2]. Но, спрашивается: ради каких особых преимуществ, по сравнению с двукрылыми насекомыми, у стрекоз настолько усложнён полётный аппарат, и, соответственно, усложнено управление им? На наш взгляд, эти усложнения вполне оправданы, поскольку полётный аппарат стрекоз обеспечивает поразительный — как по замыслу, так и по эффективности — способ передвижения в воздухе.

Пониманию принципа работы движителя стрекозы препятствует предрассудок о том, что если уж стрекоза имеет переднюю и заднюю пары крыльев, то и махать ими она должна соответственно: передними несколько спереди, а задними несколько сзади. Но обратите внимание: между сочленениями передних и задних крыльев с корпусом расстояние гораздо меньше, чем ширина самих крыльев, и поэтому, даже при больших разведениях передних и задних крыльев друг от друга, они непременно должны “чиркать” друг по другу на встречных махах. Такая компоновка крыльев выглядит более чем странной, если не знать секрета полёта стрекозы. Секрет в том, что стрекоза в полёте отнюдь не разводит передние и задние крылья друг от друга, а, наоборот, она — если смотреть на неё сверху или снизу — максимально совмещает контуры передних и задних крыльев, которые для этого почти идеально согласованы. Таким образом, говоря о положении крыльев стрекозы в полёте, правильнее различать крылья не передние и задние, а нижние и верхние. Один цикл работы левой и правой пар крыльев при полёте вперёд заключается в том, что нижние и верхние крылья расходятся и, сходясь, хлопают друг по другу.