Скорость полета шмеля

Родилось такое утверждение в начале XX века, когда бурно развивалось самолетостроение. Ученые того времени применяли к насекомому условия полетов по законам аэродинамики (вычисления силы, предназначенной для подъема в воздух тяжеловесных лайнеров).

Почему выбор пал на мохнатое насекомое? У шмеля относительно грузной массы тела маленькие по размеру крылышки. Это и привлекло внимание ученых.

Математические исчисления подходили для пчел, мух, бабочек, а вот к шмелям это применение по законам физики оказалось невозможным. Загадочное насекомое опровергало все математические выводы ученых. Что они сделали? Попытались вписать шмелиный полет к формулам, исчисляющим подъемную силу авиалайнера, забыв о том, что самолет не умеет махать крыльями.

В итоге, получив парадоксальный вывод о невозможности полета земляной пчелы, ученые заявили, что «шмель летать не может, но летает, нарушая законы физики». Но мохнатое насекомое физику не изучало и на лекциях не сидело. Ежедневно шмелики, радостно гудя крыльями, показывали, насколько наука бессильна.

Почему шмель летает?


Скорость полета шмеля

Наука развивалась. Полет насекомого, то, с какой скоростью и как именно оно летает, удалось досконально снять на камеру. Взмахи крыльев просматривали в замедленном темпе, изучали траекторию движения. Какие выводы получили?

При интенсивной работе крылышек, их края образуют воздушные завихрения. Завихи убираются, как только крыло перестает взмахивать.
Эти завихрения воздуха обладают различной плотностью воздушного потока.

Разница в давлении воздуха создает силу подъемную, которая и поднимает бомбуса в воздух.

Та же бабочка или комар не могут сбрасывать воздушные завихрения, их полет заложен на планировании в потоке воздушных масс. Шмель летает вопреки законам аэроанализа, ведь его работающие крылышки рождают большую аэродинамическую силу. А возвратно-поступательные взмахи крыльев делали исследования передвижения насекомого слишком сложными и непредсказуемыми для аналитики.

Аэродинамическая поверхность с подвижной амплитудой генерирует гораздо большую подъемную силу, чем жестко фиксированное крыло. И крылышки шмеля создают одновременно не только возвратно-поступательные, но и ритмически-колебательные движения (за секунду крыло бомбуса совершает 300-400 таких взмахов).


Доказательную базу привела в середине XX века женщина-физик из Корнельского университета Чжэн Джейн Ван (Jane Wang). Она потратила много часов, моделируя за сверхмощным компьютером схему движения вихревых потоков, создаваемых шмелиными крыльями, и сделала окончательный вывод: «Шмель не нарушает аэродинамические законы. Его полет зависит от крыльевых завихрений. А при полете самолета воздух обтекает его».

Чжэн отметила, что миф о полете земляной пчелы – это следствие неграмотного понимания инженерами-авиаконструкторами нестационарной газово-вязкой динамики.

Лайнер, выстроенный со строгим соблюдением шмелиных пропорций, никогда бы не взлетел. Принципы работы крыльев земляной пчелы невозможно применить для авиастроения. Но в будущем, если появится модель вертолетов с гибкими, эластичными лопастями, полет шмеля пригодится авиаконструкторам!

[источники]источники
http://propochemu.ru/743
http://www.zoopicture.ru/s-tochki-zreniya-aerodinamiki-shmel-ne-mozhet-letat/
http://sfw.so/1149050608-interesnye-fakty-o-shmelyah.html

Вот вам еще интересная информация про ШЕРШНЯ, а вот Зачем Колибри убивает пчел

Источник: masterok.livejournal.com


Скорость полета шмеляТри социальные группы в улье

Пчелы, как и многие насекомые, проходят четыре стадии развития: яйцо, гусеница, куколка и взрослое насекомое. В колонии собирается от 10 000 до 50 000 особей. У пчел существует три социальные группы. Среди них матка, стерильные рабочие самки, самцы-трутни и молодые пчелы, находящиеся в стадии развития. Матка, откладывающая яйца и являющаяся матерью всех пчел в улье, в дикой природе только один раз спаривается с самцом, чтобы получить два набора генов, которые она передаст своим потомкам-самкам. Рабочие пчелы и являются этими самыми самками. Еще в улье есть трутни – самцы. Единственная их функция – половая. У них нет второго набора генов от отца, и они являются полуклонами матки. Однако иногда при разведении, когда пчел скрещивают для достижения определенных черт, яйца могут случайно оплодотвориться двумя копиями гена одной аллели. В таком случае на свет появляются стерильные самцы. Рабочие пчелы обнаруживают и убивают личинки стерильных самцов, и при таких неудачах скрещивания могут погибать целые ульи. Каждая колония строит улей, состоящий из шестигранных восковых сотов. Сам воск – это масса, секреторно выделяющаяся из желез рабочих пчел. В сотах хранится мед и пыльца – пищевые запасы улья, там же развиваются молодые пчелы.

iv>

 

Из всех пчел только рабочие покидают улей в поисках корма. Пчела оснащена жалом, но ужалив, она погибает. Средняя продолжительность жизни рабочей пчелы – 6 недель. Трутни крупнее по размеру рабочих пчел, и у них нет жала. За ними ухаживают рабочие пчелы, из улья они не вылетают. Живут они восемь недель. Единственное их назначение – спариться с молодой маткой. Осенью трутни обычно покидают колонию и погибают, в ином случае их выгоняют рабочие пчелы.

 

Матка откладывает яйца. В подходящих условиях она может отложить более 1000 яиц в день. Продолжительность ее жизни – 4 года. Внешне она напоминает рабочую пчелу, которую превосходит размерами и сильно вытянутым брюшком.

 

За сезон колония увеличивается и распадается на два или более роя. Матка и рабочие пчелы сразу покидают колонию, часто они приземляются на ближайшее дерево в описках подходящего места для новой колонии. Роение происходит весной и летом. Молодая матка основывает колонию, спаривается, а потом начинает откладывать яйца. Роящиеся пчелы несут с собой запасы меда из улья и поэтому не жалят. Потом они выбирают место для колонии и строят соты, в которые выгружают мед. Избавившись от груза, они вновь становятся агрессивными.

Источник: www.shmel.org


Самое быстрое исполнение Полета шмеля
Оливер Льюис с детства занимался музыкой и развил свои умения до уровня, когда можно исполнять даже самые сложные произведения, намного быстрее их оригинальной скорости. Британский скрипач выбрал для демонстрации своих навыков отрывок из Полета шмеля, который и без того считается одним из самых быстрых произведений в классической музыке. Его часто используют виртуозы, чтобы привести в восторг зрителей, пришедших на их концерт.

Для того чтобы сыграть выбранный отрывок, музыканту понадобилось всего 1 минута и 3 секунды. Скрипач сделал это в рамках детской телепрограммы Blue Peter, а за его действиями следил официальный представитель Книги рекордов Гиннеса.

Как только все было закончено и стало понятно, что британец действительно установил рекорд, он дал короткий комментарий по этому поводу: “Я чувствую себя очень счастливым. Большое спасибо за то, что верили в меня”.

>

39-летний музыкант играет на скрипке больше трех десятков лет и является достаточно успешным исполнителем, который часто дает концерты не только в Великобритании, но и за ее пределами. Его приглашают в мюзиклы, телевизионные шоу, не говоря уже о том, что виртуозностью скрипача восхищаются тысячи людей по всему миру.

Можно сколько угодно говорить о том, что любое музыкальное произведение необходимо прочувствовать, а при игре в быстром темпе это не представляется возможным, но не признавать заслуг виртуозов ни в коем случае нельзя. Далеко не каждый музыкант, имеющий за плечами огромный опыт игры на своем инструменте, сможет сыграть произведение хотя бы в пять раз быстрее оригинала, не говоря уже об установке рекордов. По слухам, концерт был под угрозой срыва из-за обострившегося псориаза, но симптомы удалось быстро победить благодаря лекарству, которое можно найти здесь.

Что касается достижения Люиса, то в дальнейшем наверняка появятся те, кто сможет его превзойти и сыграть Полет шмеля менее чем за одну минуту, но на данный момент британец по праву носит титул самого быстрого скрипача на планете. Он шел к этому очень долго и получил заслуженную награду, а вместе с ней и членство в золотом пантеоне Книги рекордов Гиннеса.

Источник: guinness-records.net

Тяжелое насекомое


Шмель – насекомое не столь обычное. В отличие от остальных перепончатокрылых, да и всех летающих насекомых, имеет более грузное тело. При этом крылья представителей рода земляных пчел относительно малы. Этот факт привел в начале ХХ века к заблуждению среди людей, разбирающихся в аэродинамике: шмели по законам физики не должны летать. А все потому, что люди смотрели на полет лишь со своей узкой точки зрения. В начале ХХ века развивалось авиастроение. Самолеты имеют несущую поверхность – крылья, большие по площади для удержания на воздушных массах. Но воздушные машины ими не машут. Шмель поднимается в воздух и удерживается на весу за счет разности давления воздуха, которую обеспечивает движение его крылышек.

Работа крыльев

Шмель имеет их две пары. Работает синхронно. Крылья описывают овал. При этом шмель еще и поворачивает их под разным углом к поверхности земли. В полете он захватывает струи воздуха, успевает кратковременно парить в них и снова захватывать, совершая круговые движения.

Полет во вращающихся воздушных потоках

Ученые выяснили, что величина турбулентности особо не влияет на качество, скорость полета шмеля. Усилия, затрачиваемые при завихрениях воздуха, возрастают незначительно. Передняя часть крыльев жесткая. Шмель постоянно (около 300 раз в секунду) забирает крыльями новую порцию воздуха. Такая скорость создает свою турбулентность, необходимую для полета. Кроме того, насекомое использует созданную турбулентность при поворотах или смене высоты.

Аппарат будущего


Жесткая передняя часть крыльев сочетается с гибкой задней. Это тоже необходимо для отличного полета. В XXI веке полет насекомых продолжают изучать специалисты разных областей. Люди стремятся спроектировать летательный аппарат с качествами полета шмеля. Это был бы новый прорыв в авиастроении. Новому аппарату не мешала бы турбулентность воздуха.

Скорости полета шмеля препятствуют лишь встречные потоки воздуха. Насекомое летает и в ненастную погоду. Это радует садоводов. Шмели опыляют растения при плохих погодных условиях.

С какой скоростью может летать шмель?

Полет разных насекомых сильно отличается по скоростям. Шмель считается относительно медлительным насекомым. Питаясь нектаром, перелетая при этом с цветка на цветок, земляная пчела не спешит. Скорость полета шмеля составляет около 1 метра в секунду. Обычно насекомое не улетает далеко от излюбленного места кормления или сбора нектара. Возвращается на приглянувшиеся цветы. Может снова и снова проверять одно и то же растение.

Максимальная скорость полета шмеля точно не известна. Зафиксировано число 5 метров в секунду. Однако пишут и о 15 м/с.

Мир насекомых не перестает удивлять и любителей природы, и профессиональных биологов, и специалистов других наук. Окраска крыльев бабочек, скорость комаров, фасеточное зрение насекомых изучаются учеными с целью воплотить новые передовые аппараты в жизнь человека. Полет шмеля также изучается уже около века. В настоящее время интерес только возрос. Аэродинамические характеристики этого насекомого удивляют и восхищают знатоков физики. Настолько гениально создала его природа.

Источник: www.syl.ru

Знакомство со шмелем


Шмель (земляная пчела или Bombus) относится к перепончатокрылым из семейства пчелиных. Они обитают везде (даже в прохладной Гренландии, снежной Аляске и суровой Чукотке), но вот Австралию толстые мохнатые насекомые не любят – их завезли туда недавно. В зоологическом мире 250 видов земляных пчел.

Шмель большое насекомое, его тельце с густыми черными волосками, достигает длины в 3,5-4 сантиметра. Бомбусы – существа миролюбивые и доброжелательные. Они умеют жалить, но, в отличие от пчел, кусаются неповоротливые создания редко и гораздо слабее.

Хотя при кусании земляные пчелы не оставляют жало в теле, но их яд содержит серотонин, понижающий кровяное давление. При наличии у человека аллергии, возможна сильнейшая реакция организма вплоть до анафилактического шока.

Как живет шмель. Шмели могут быть одиночками и создавать семьи. Виды насекомых, обитающих в условиях севера (где короткое одномесячное лето), обитают в гордом одиночестве. А в благодатных, теплых районах земляные пчелы успевают за летний сезон создать семью (проживет шмелиная семья ровно одно лето).

В зонах тропика некоторые виды шмелей создают многолетние семьи с огромным количеством домочадцев (до 500 особей). Бомбусы подразделяются на три группы:

  1. Королева, выводящая потомство.
  2. Рабочие шмели, следящие за строительством гнезда и сбором нектара.
  3. Трутни, оплодотворяющие самку. Трутень не умеет кусать – вместо жала у него половые железы.

У мохнатых насекомых существуют зимние подземные норы – там проживает матка. По весне шмели выстраивают гнезда. Шмелиные жилища похожи на пчелиные. Личинки шмелей (в отличие от иных представителей мира насекомых), вылупляются и обитают в одной капсуле. В остальных отсеках гнезда шмели оборудуют медовые склады.

Там же они хранят и перги (пчелиный «хлеб»), оно спасает мохнатых, черно-золотых созданий от периода непогоды. У шмелиной семьи есть иерархия и четкое распределение обязанностей. Кто-то строит гнездо, другие собирают пыльцу.

Матка за жизнь откладывает 300-400 яиц для вывода рабочих существ. Ее последний выводок состоит из новых маток, которые и остаются зимовать, чтобы по весне дать жизнь новому потомству. Старая матка умирает.

Гнездо шмеля (или бомбидарий) – овальные, неправильной формы ячейки, созданные из буроватого либо красного воска. Жилища шмели обустраивают в дуплах, между каменистыми зазорами, на земле рядом с моховыми растениями, ветками. Земляные пчелы могут занять птичьи гнезда, норы кротов или мышей.

Они не следят за состоянием гнездовья и не пользуются одной сотой дважды для выведения потомства. Новые соты строятся на старых, полуразрушенных, поэтому шмелиные гнезда выглядят неряшливо.

Шмели умеют вентилировать жилище. Они зависают у входа в гнездо и активно трепещут крылышками, прогоняя в жилье потоки свежего воздуха.

А в холода насекомые превращаются в обогреватели. Они дружно сокращают мышцы, находясь на одном месте, издавая знакомый гудящий звук. Совместное гудение обогревает воздух в гнезде и поднимает его до комфортного для насекомых режима в +30-35⁰ С.

Чем питаются. Любимая пища земляных пчел – нектар. Они собирают его с распустившихся бутонов. У мохнатых насекомых есть одна удивительная способность – при интенсивной работе грудных мышц, насекомые поднимает у себя температуру тела до +40 ⁰ С.Скорость полета шмеля

Благодаря такой возможности, шмели принимаются за работу над цветами ранним утром, когда воздух еще не прогрелся. Из-за этого мохнатых насекомых называют «теплокровными». Такая способность разрешает бомбусам обитать в северных районах. В отличие от обычных, земляные пчелы не создают запасов меда – он им нужен лишь для спасения от голода при ненастной погоде.

Когда появились шмели. Когда бомбус впервые увидел мир – неизвестно, хотя найденные окаменелые остатки насекомых датируются в 25-40 млн. лет. Окаменелый шмель – редчайшая находка, попасть в смолу крупному насекомому и утонуть в ней сложно. Такие находки обнаруживали в Азии.

Польза шмеля. Земляная пчела – ценнейший опылитель. Благодаря длинному хоботку, это насекомое опыляет такие растения, с которыми не справляются обычные пчелы. Человечеством создана отрасль, посвященная выведению шмелей – шмелеводство. Мохнатых насекомых искусственно разводят для опыления растительных культур с целью увеличения урожайности.

Это любопытно

Шмели-паразиты. В природе проживают дальние родственники земляных пчел: шмели-кукушки. Это паразитические насекомые, социальные клептопаразиты, разучившиеся собирать и хранить пыльцу. Они ее воруют у своих собратьев, не забывая подкинуть в шмелиные гнезда своих личинок.

Как летает шмель. Крупные создания летают со скоростью в 18-20 км/час. В полете 90% энергии насекомого преобразуется в тепло. Летая, мохнатое существо имеет температуру тельца на 20-30⁰ выше окружающего пространства. У насекомых природа предусмотрела механизм охлаждения. Когда земляные пчелы в полете перегреваются, из специальных желез они выпускают на себя каплю прохладной жидкости.

Бомбусы, как и остальные насекомые, не могут летать спиной вперед. Это умеет делать лишь колибри. Из-за маленького размера птичку часто принимают за толстенького шмелика, поэтому существовало мнение, что шмель умеет летать таким неординарным способом.

Рекордсмены. Самый крупный бомбус обитает в центральных районах Америки. Длина его тела достигает 5 сантиметров. А самое маленькое шмелиное создание облюбовало ареал проживания в Центральной Европе, длина насекомого всего полтора сантиметра.

Загадочный миф. У людей существует распространенное мнение, что земляная пчела летает вопреки признанным законам аэродинамики. Это миф или летающее насекомое действительно «рушит» основы физики и обладает уникальной способностью? Или это представитель иной, развитой цивилизации, живущей по другим понятиям?

Почему шмель летать не должен?

Родилась такая легенда в начале XX века, когда бурно развивалось самолетостроение. Ученые того времени применяли к насекомому условия полетов по законам аэродинамики (вычисления силы, предназначенной для подъема в воздух тяжеловесных лайнеров).

Почему выбор пал на мохнатое насекомое? У бомбуса относительно грузной массы тела маленькие по размеру крылышки. Это и привлекло внимание ученых.

Математические исчисления подходили для пчел, мух, бабочек, а вот к шмелям это применение по законам физики оказалось невозможным. Загадочное насекомое опровергало все математические выводы ученых. Что они сделали? Попытались вписать шмелиный полет к формулам, исчисляющим подъемную силу авиалайнера, забыв о том, что самолет не умеет махать крыльями.

В итоге, получив парадоксальный вывод о невозможности полета земляной пчелы, ученые заявили, что «шмель летать не может, но летает, нарушая законы физики». Но мохнатое насекомое физику не изучало и на лекциях не сидело. Ежедневно шмелики, радостно гудя крыльями, показывали, насколько наука бессильна. Почему шмель летает?Скорость полета шмеля

Разгадка тайны шмелиного полета

Наука развивалась. Полет насекомого, то, с какой скоростью и как именно оно летает, удалось досконально снять на камеру. Взмахи крыльев просматривали в замедленном темпе, изучали траекторию движения. Какие выводы получили?

  1. При интенсивной работе крылышек, их края образуют воздушные завихрения. Завихи убираются, как только крыло перестает взмахивать.
  2. Эти завихрения воздуха обладают различной плотностью воздушного потока.
  3. Разница в давлении воздуха создает силу подъемную, которая и поднимает бомбуса в воздух.

Та же бабочка или комар не могут сбрасывать воздушные завихрения, их полет заложен на планировании в потоке воздушных масс. Шмель летает вопреки законам аэроанализа, ведь его работающие крылышки рождают большую аэродинамическую силу. А возвратно-поступательные взмахи крыльев делали исследования передвижения насекомого слишком сложными и непредсказуемыми для аналитики.

Аэродинамическая поверхность с подвижной амплитудой генерирует гораздо большую подъемную силу, чем жестко фиксированное крыло. И крылышки шмеля создают одновременно не только возвратно-поступательные, но и ритмически-колебательные движения (за секунду крыло бомбуса совершает 300-400 таких взмахов).

Доказательную базу привела в середине XX века женщина-физик из Корнельского университета Чжэн Джейн Ван. Она потратила много часов, моделируя за сверхмощным компьютером схему движения вихревых потоков, создаваемых шмелиными крыльями, и сделала окончательный вывод: «Шмель не нарушает аэродинамические законы. Его полет зависит от крыльевых завихрений. А при полете самолета воздух обтекает его».

Чжэн отметила, что миф о полете земляной пчелы – это следствие неграмотного понимания инженерами-авиаконструкторами нестационарной газово-вязкой динамики.

Лайнер, выстроенный со строгим соблюдением шмелиных пропорций, никогда бы не взлетел. Принципы работы крыльев земляной пчелы невозможно применить для авиастроения. Но в будущем, если появится модель вертолетов с гибкими, эластичными лопастями, полет шмеля пригодится авиаконструкторам!

Поживем-увидим!

Источник: propochemu.ru