Когда ветер срывает с клена его летающие семена — крылатки, — вращаясь, они распространяются на большие расстояния, и даже дождь им нипочем. Если там, где вы живете, много кленов — вы наверняка наблюдали эти эффектные полеты.
Уникальная аэродинамика крылаток заинтересовала Эндрю Дикерсона с факультета машиностроения, аэрокосмической и биомедицинской инженерии Университета Теннеси и его коллег. Свое исследование они опубликовали в журнале PNAS.
Высокоскоростная видеосъемка помогла понять, почему дождь не может прервать полет самовращающихся семян клена. Крылатки сбрасывают капли, разбивая их, отбрасывая или уклоняясь от них — словно уворачиваясь от удара. Если капля попадает в нужное место, крутящееся семя может разрезать ее пополам.
Эффективнее всего сброс капли происходит при ее падении на более тяжелую округлую часть семени, а не в крыло. Этот процесс облегчается благодаря слабо водоотталкивающей поверхности крытаток.
Исследователи подсчитали, что дождь сокращает время полета крылатки и расстояние, которое она преодолевает при вращении, но менее чем на 10%.
Почему это важно
Клен — важное дерево для восточной части США: он дает сироп и древесину. Чтобы процветать в условиях быстро меняющегося климата, клены и другие виды, размножающиеся крылатками, должны распространять их как можно дальше.
С инженерной точки зрения, полученные учеными данные помогут в разработке новых типов летательных аппаратов, использующих авторотацию для полета без двигателя. Копирование формы этих семян может помочь таким дронам быстро восстанавливаться после нарушений движения.
Что предстоит выяснить
Крылатки клена — это только один из способов распространения семенного материала по воздуху. Парашютообразное парение семян одуванчика основано на их легкости и высоком сопротивлении воздуха. Семена птелеи (хмелевого дерева) используют одно крыло для планирования, а триплариса (муравьиного дерева) имеют три крыла, что позволяет им вращаться, как вертолет. Наука не знает пока, как дождь влияет на их полет.
Куда дальше
Исследователи намерены изучить механику полета «катящихся крылаток», которыми размножаются осины и ясени. Эти семена вращаются, как крылатки клена, но их крыло также крутится вокруг оси, проходящей вдоль размаха крыла.
«Мы планируем не только сравнить их летные характеристики с более привычными семенами клена, но и изучить, как они реагируют на такие помехи, как повреждение крыла и боковой ветер», — поделился Дикерсон.
Хуже борщевика: как вредное дерево из Америки захватывает Россию