Ученые раскрыли тайну складных крыльев божьей коровки
Ученые из Токийского университета сумели раскрыть тайну складных задних крыльев божьих коровок, выяснив, что в этом процессе напрямую участвуют не только уже хорошо изученный «гидравлический привод» с сеткой сосудов, но и надкрылья с брюшком. Работа исследователей опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences, а краткое ее изложение приводит Phys.org.
Божьи коровки способны при передвижении на лапках компактно складывать крылья под жесткими надкрыльями, чтобы защитить их от повреждений. При необходимости взлететь задние перепончатые крылья расправляются в среднем за 0,1 секунды. Этот механизм хорошо изучен, потому что перед расправлением крыльев божьи коровки поднимают надкрылья.
Перепончатые задние крылья жуков под надкрыльями сложены по типу оригами и пронизаны сетью сосудиков, заполняющихся жидкостью. Перед взлетом божья коровка поднимает надкрылья и напрягает мышцы третьего грудного сегмента, повышая давление жидкости в сосудиках летательных крыльев.
В результате упругость сосудов возрастает и крыло расправляется.
Увидеть же в подробностях процесс складывания крыла ученым прежде не удавалось. Дело в том, что после посадки божья коровка складывает надкрылья и только после этого начинает втягивать задние крылья, активно помогая себе брюшком. В среднем на складывание летательных крыльев у жуков уходит около двух секунд.
Для изучения процесса складывания крыльев ученые использовали семиточечную коровку (Coccinella septempunctata). Ей удалили часть правого жесткого надкрылья. Удаленный участок затем использовали в качестве оснастки для создания его копии из прозрачной акриловой смолы, отверждаемой ультрафиолетом. Акриловая копия надкрылья затем была наклеена на остаток надкрылья божьей коровки.
Исследователи вели рапидную съемку жука, а также изучили под микроскопом удаленный участок надкрылья. Выяснилось, что внутренняя сторона надкрылья имеет рельеф, соответствующий узору сосудиков летательного крыла. Кроме того, на внутренней стороне надкрылья есть своего рода «липучки» — участки, покрытые мельчайшими щетинками, удерживающими сложенное крыло.
Аналогичные «липучки» расположены и на верхней стороне брюшка. Выяснилось, что после приземления божья коровка складывает надкрылья, а затем начинает поджимать и расправлять брюшко. В этот момент давление в сосудиках снижается. При первом поджимании брюшка сосудики укладываются в соответствующие им выемки на внутренней стороне надкрылья.
После расслабления брюшка оно проскальзывает по нижней стороне задних крыльев. Затем божья коровка вновь напрягает брюшко, которое, поджимаясь, подцепляет крылья и заправляет их под надкрылье. При этом прозрачные перепонки между сосудиками выполняют роль направляющих при складывании крыла.
Как отмечают ученые, в отличие от непосредственно оригами крылья божьей коровки не складываются под острыми углами, а как бы скручиваются. Благодаря этому, вероятно, сохраняется их механическая прочность. Кроме того, скручивание позволяет избегать перегибов сосудиков и их перекрытия из-за деформации.
Так, сокращая и расслабляя брюшко, божья коровка добивается полного складывания задних крыльев под надкрыльями. Исследователи полагают, что сложенные эластичные крылья начинают играть роль своего рода сжатых пружин. При подъеме надкрыльев их внутренняя часть перестает цеплять задние крылья и те, наподобие пружины, начинают расправляться. Процесс расправления затем подхватывается «гидравликой».
Японские ученые полагают, что изучение механизмов расправления и складывания крыльев у божьих коровок и некоторых других жуков позволит найти лучшие технические решения для создания механизмов складывания для различной техники, начиная солнечными панелями и антеннами спутников и заканчивая крыльями палубных самолетов.
В настоящее время механизмов складывания и раскладывания крыла, похожих на таковые у жуков, не существует. Используемые на палубных самолетах механизмы представляют собой набор гидравлических приводов и замков. Крыло палубного самолета на некотором расстоянии от своего корня имеет шарнирно-петлевое место сгиба.
Специальные насосы, нагнетая давление в гидравлической системе заставляют привод механизма раскладывать или складывать крыло. В крайних положениях крыло фиксируется. Складное крыло используется на палубных самолетах для экономии места, чтобы их можно было компактнее размещать в ангарах или палубных стоянках.
В начале февраля текущего года исследователи из NASA и Университета Бригама Янга представили дизайн складного радиатора для охлаждения малых искусственных спутников Земли. Этот радиатор складывается и раскладывается по принципу оригами. Устройство будет контролировать уровень теплоотдачи, регулируя глубину складок: чем она выше, тем больше тепла будет поглощать прибор.
Василий Сычёв
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Раскрыт секрет «складных» крыльев божьих коровок
Вести.Ruиещё 5
Божьи коровки – очень подвижные насекомые, которые могут легко переходить с полёта в так называемый режим ходьбы. Они чаще других жуков взлетают и садятся, при этом свои крылья они складывают под яркий панцирь. И делают это ловко и быстро (в среднем за две секунды), несмотря на то, что длина их крыльев намного превосходит длину всего тела.
© Kazuya SaitoРанее исследователи изучали механизм «развёртывания» крыльев божьих коровок. Известно, что их задние перепончатые крылья расправляются в среднем за десятую долю секунды, а перед этим насекомое поднимает надкрылья – те самые ярко-красные или оранжевые передние крылья с чёрными точками. Они более плотные и защищают прозрачные тонкие задние крылья. Последние, как предполагалось, складываются по типу оригами.
Видео дня
Но самое интересное – что эти длинные крылья пронизаны сетью сосудиков, заполняющихся жидкостью. Перед взлётом божья коровка поднимает надкрылья и напрягает мышцы третьего грудного сегмента, повышая давление жидкости в сосудиках летательных крыльев. В результате упругость сосудов возрастает и крыло расправляется.
При посадке механизм несколько изменяется: божья коровка сперва складывает надкрылья и только потом начинает втягивать задние крылья, активно помогая себе брюшком. Отследить в подробностях этот механизм впервые удалось японским учёным.
Как рассказал руководитель работы профессор Токийского университета Кадзуя Саито (Kazuya Saito), его команда работала с семиточечными коровками (вид Coccinella septempunctata). Учёные сконструировали прозрачные искусственные надкрылья из смолоподобного материала, который затвердевает под действием ультрафиолета (наподобие геля, которые используется для наращивания ногтей).
Эти имплантаты пересадили насекомым (им удалили по одному надкрылью), а затем при помощи высокоскоростной съёмки и КТ-сканирования отследили, как те сворачивают крылья после полёта.
Кроме того, специалисты изучили под микроскопом удалённый участок. Оказалось, его внутренняя сторона рельефна и повторяет узор сосудиков летательного крыла. Также на ней обнаружились «липучки» – участки с микроскопическими щетинками, удерживающими сложенное крыло.
Точно такие же липкие участки присутствуют и на верхней стороне брюшка насекомого. После приземления божья коровка складывает надкрылья, а затем начинает поджимать и расправлять брюшко. В этот момент давление в сосудиках снижается. При первом поджимании брюшка сосудики укладываются в соответствующие им выемки на внутренней стороне надкрылья.
После расслабления брюшка оно проскальзывает по нижней стороне задних крыльев. Затем божья коровка вновь напрягает брюшко, которое, поджимаясь, подцепляет крылья и заправляет их под надкрылье. При этом прозрачные перепонки между сосудиками выполняют роль направляющих при складывании крыла.
Кстати, сравнение с оригами в данном случае оказалось немного ошибочным: на самом деле крылья не сгибаются под острыми углами, а как бы скручиваются – вероятно, чтобы сосудики не перегибались и крыло не деформировалось.
«Обычно для трансформируемых структур требуется много деталей – суставов и неподвижных частей. Но в крыле божьей коровки суставов нет. Они используют только гибкость структуры, из которой состоят их крылья», — заключает Кадзуя Саито.
«Техника божьих коровок для достижения сложного сгибания является довольно увлекательной и новаторской, особенно для исследователей в области робототехники, механики, аэрокосмической техники и машиностроения», — добавляет профессор.
По его мнению, открытый учёными механизм будет иметь важное значение для инженерии. К примеру, по такому же принципу могут складываться и разворачиваться лопасти солнечных батарей, крылья автомобилей будущего и даже зонтик или веер. Вспомним и о складывающемся космическом модуле BEAM, который сейчас проходит на испытания на МКС. В случае успеха именно по его образу и подобию будут спроектированы надувные жилые модули для межпланетных миссий с участием людей.
Научная статья японских учёных опубликована в журнале PNAS.
Добавим, что ранее рентгеновская 3D-съёмка помогла изучить движения мышц насекомых в полёте.
Крылья божьей коровки — Etsy Турция
Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.
Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.
Найдите что-нибудь памятное, присоединяйтесь к сообществу, делающему добро.
( 250 релевантных результатов, с рекламой Продавцы, желающие расширить свой бизнес и привлечь больше заинтересованных покупателей, могут использовать рекламную платформу Etsy для продвижения своих товаров. Вы увидите результаты объявлений, основанные на таких факторах, как релевантность и сумма, которую продавцы платят за клик. Узнать больше. )Крылья божьей коровки и повязка на голову — ИГРАТЬ СЕЙЧАС!
Крылья божьей коровки и повязка на голову — ИГРАТЬ СЕЙЧАС! Перейти к настройкам аккаунтаЭлементы слайд-шоу
11,99 $
Есть в наличии на сайте
В магазине: Проверить наличие
Крылья божьей коровки и повязка на голову
Описание
Превратите своего ребенка в очаровательную божью коровку с помощью этого набора с крыльями и повязкой на голову. Идеально подходит для порхания по заднему двору и всех приключений божьей коровки. Обе модели с мягкими акцентами из перьев марабу и деталями с золотым блеском заставят вашего ребенка летать с удовольствием.
Быстрая доставка
Простая и быстрая доставка
Безопасная оплата
Надежные транзакции и простой возврат
Конкурентоспособные цены
Получите лучшие цены
Элементы карусели
Предметы отзывов
Очень дружелюбный персонал, отличный.
… Нет удивительного выбора для размера магазина. Определенно буду моим местом для любых игрушек!!!!!Томас Жак
Оценка этого товара 5 из 5
Большой выбор игрушек и игр. Справедливые цены. Дружелюбный персонал.
Карен Лысик
Оценка этого товара 5 из 5
Большой выбор забавных качественных игрушек!
Имбирь С
Оценка этого товара 5 из 5
Отличный магазин игрушек! Много старых игрушек, которые трудно найти. Я мог бы делать покупки там весь день!
Эйлин Херли
Оценка этого товара 5 из 5
Симпатичный магазин игрушек с хорошим выбором.
… Нет удивительного выбора для размера магазина. Определенно буду моим местом для любых игрушек!!!!!