Sut mae cacwn yn hedfan: grymoedd natur a deddfau aerodynameg
Un o'r mathau mwyaf cyffredin o wenyn yw'r gacwn. Yn flewog ac yn swnllyd, mae gan y pryfyn adenydd bach o'i gymharu â chyfrannau ei gorff. Yn ôl deddfau aerodynameg, mae hedfan pryfed â pharamedrau o'r fath yn amhosibl. Ers amser maith, mae gwyddonwyr wedi bod yn gwneud ymchwil i ddeall sut mae hyn yn bosibl.
Strwythur adenydd cacwn o'i gymharu ag awyren
Mae yna wyddoniaeth gyfan - bioneg, gwyddor sy'n cyfuno technoleg a bioleg. Mae hi'n astudio gwahanol organebau a'r hyn y gall pobl ei dynnu ohonyn nhw drostynt eu hunain.
Mae pobl yn aml yn cymryd rhywbeth o fyd natur ac yn ei astudio'n ofalus. Ond roedd y gacwn yn aflonyddu ar wyddonwyr am amser hir, neu yn hytrach ei gallu i hedfan.
Mae ffisegwyr wedi darganfod bod yr awyren yn hedfan oherwydd dyluniad cymhleth yr adain a'r arwyneb aerodynamig. Darperir lifft effeithiol gan ymyl blaen crwn yr adain a'r ymyl llusgo serth. Pŵer gwthio injan yw 63300 pwys.
Dylai aerodynameg hedfan awyren a chacwn fod yr un peth. Mae gwyddonwyr wedi profi, yn unol â chyfreithiau ffiseg, na ddylai cacwn hedfan. Fodd bynnag, nid yw.
Gwenynen fawr a'i hadenydd.
Mae adenydd cacwn yn gallu creu mwy o lifft nag y mae gwyddonwyr yn ei ddisgwyl. Pe bai gan yr awyren y cyfrannau o gacwn, yna ni fyddai'n codi o'r ddaear. Gellir cymharu pryfyn â hofrennydd gyda llafnau hyblyg.
Ar ôl profi'r ddamcaniaeth sy'n berthnasol i'r Boeing 747 mewn perthynas â chacwn, canfu ffisegwyr fod rhychwant yr adenydd rhwng 300 a 400 fflap mewn 1 eiliad. Mae hyn yn bosibl oherwydd crebachiad ac ymlacio cyhyrau'r abdomen.
Mae patrymau paentiedig yr adenydd yn ystod fflapio yn achosi grymoedd aerodynamig amrywiol. Maent yn gwrth-ddweud unrhyw ddamcaniaeth fathemategol. Nid yw'r adenydd yn gallu siglo fel drws ar golfach arferol. Mae'r rhan uchaf yn creu hirgrwn tenau. Gall yr adenydd fflipio gyda phob strôc, gan bwyntio'r brig i fyny ar strôc ar i lawr.
Mae amlder strôc cacwn mawr o leiaf 200 gwaith yr eiliad. Mae'r cyflymder hedfan uchaf yn cyrraedd 5 metr yr eiliad, sy'n hafal i 18 km yr awr.
Yn datrys dirgelwch hedfan cacwn
Er mwyn datrys y dirgelwch, bu'n rhaid i ffisegwyr adeiladu modelau o adenydd cacwn mewn fersiwn mwy. O ganlyniad i hyn, sefydlodd y gwyddonydd Dickinson fecanweithiau sylfaenol hedfan pryfed. Maent yn cynnwys stondin araf yn y llif aer, dal jet deffro, mudiant cylchol cylchdro.
Mae'r adain yn torri trwy'r aer, sy'n arwain at wahaniad araf o'r llif aer. Er mwyn aros yn hedfan, mae angen corwynt ar y gacwn. Mae vortices yn ffrydiau cylchdroi o fater, yn debyg i ddŵr sy'n llifo mewn sinc.
Pan fydd yr adain yn symud ar ongl fach, caiff yr aer ei dorri o flaen yr adain. Yna mae trosglwyddiad llyfn i 2 lif ar hyd arwynebau isaf ac uchaf yr adain. Mae'r cyflymder i fyny'r afon yn uwch. Mae hyn yn cynhyrchu lifft.
Oherwydd cam cyntaf yr arafiad, cynyddir lifft. Mae hyn yn cael ei hwyluso gan lif byr - fortecs ymyl blaen yr adain. O ganlyniad, mae pwysedd isel yn cael ei ffurfio, sy'n arwain at gynnydd mewn lifft.
Felly, mae wedi'i sefydlu bod y gacwn yn hedfan mewn nifer enfawr o vortices. Mae pob un ohonynt wedi'i amgylchynu gan gerhyntau aer a chorwyntoedd bach a grëir gan fflapio'r adenydd. Yn ogystal, mae'r adenydd yn ffurfio grym pwerus dros dro sy'n ymddangos ar ddiwedd ac ar ddechrau pob strôc.
Casgliad
Mae yna lawer o ddirgelwch ym myd natur. Mae'r gallu i hedfan mewn cacwn yn ffenomen sydd wedi'i hastudio gan lawer o wyddonwyr. Gellir ei galw yn wyrth natur. Mae'r adenydd bach yn creu corwyntoedd ac ysgogiadau mor bwerus fel bod y pryfed yn hedfan ar gyflymder uchel.
