flyvning - flyvningens mekanik

Flyvning (Flyvningens mekanik), Flyvende dyr understøtter deres vægt ved at accelerere luft nedad. Det fysiske grundlag er, at et legeme med asymmetrisk tværsnit, eller et skråtstillet symmetrisk legeme, i en luftstrøm afbøjer luften og selv påvirkes af en kraft med en komponent vinkelret på luftstrømmen. Ved glideflugt er denne komponent, løftekraften, sammen med komponenten i luftstrømmens retning (luftmodstanden) og vægten de eneste virkende kræfter. Hvis de skal balancere, så bevægelsen er jævn, må løftekraften pege skråt fremad, og bevægelsen derfor foregå skråt nedad. Ved at tilføje en drivende kraft (thrust) kan en jævn vandret bevægelse opnås. Vingeslagets funktion hos flyvende dyr ved "normale" og høje hastigheder er at levere denne kraft, ikke at bære vægten. Det opnås ved at give den gennemsnitlige løftekraft en fremadrettet komponent, hvilket igen opnås ved dels at skråstille vingeslagets plan (nedslaget fremad/nedad), dels at vride vingen om sin længdeakse (og hvis vingen er fleksibel, at bøje den i opslaget).

Ved langsom og stillestående flyvning (svirreflugt) må vingeslaget bære vægten. Hos mange insekter samt kolibrier, der har stive vinger med et næsten symmetrisk tværsnit, sker det ved, at vingen bevæges i vandret plan og vrides så meget i opslaget, at geometrien er den samme som i nedslaget, og løftekraften hele tiden peger opad. Hos alle andre fugle og hos flagermus er opslaget uden aerodynamisk funktion og tjener kun til at forberede næste nedslag.

Flyvning er meget energikrævende; beregninger kompliceres stærkt af vingens bevægelse og variable geometri. For små insekter spiller viskøse kræfter desuden en stor rolle. For store insekter og flyvende hvirveldyr, hos hvilke klassisk aerodynamik bedre kan anvendes, er der en sammenhæng mellem den fornødne mekaniske effekt og flyvehastigheden, som afbildet grafisk tager form af et U. Den hastighed, der kræver mindst effekt, betegnes vmp (minimum power), og vmr (maximum range) er den hastighed, ved hvilken effekten divideret med hastigheden (eller energien pr. tilbagelagt strækning) er mindst. Langsom eller stillestående flyvning er særlig krævende bevægelsesformer.

For fugle er tilnærmelsesvise værdier af vmr registreret hos adskillige arter. Den vokser teoretisk med kvadratroden af vingebelastningen (vægt divideret med vingeareal), og i overensstemmelse hermed flyver små spurvefugle med 20-30 km/h og edderfuglen med 76 km/h, mens de fleste andre fugle ligger mellem disse yderpunkter.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig