Учёные объяснили полёты комаров в дождь
Дождевая капля размером с комара весит примерно в 50 раз больше насекомого. Столкновения с такими объектами, казалось бы, должны были изничтожить кровососов. Тем не менее они процветают в тех регионах мира, где ливни - обычное дело.
Дэвид Ху (David Hu) и его коллеги из технологического института Джорджии решили выяснить, что же происходит с комарами во время дождя. Учёные сделали небольшой контейнер с решётчатой крышкой, внутри которого при поливе сверху шёл искусственный дождь. От настоящего он почти не отличался, разве что скорость капель была ниже.
Насекомых поместили в резервуар и записали их полёты на видео. Просмотр полученных кадров высокоскоростной съёмки удивил учёных. "Они совсем не пытались избежать столкновений с каплями", - рассказывает Ху.
Комары постоянно получали скользящие и прямые удары от гигантских, по меркам мира насекомых, капель. Однако это не останавливало кровопийц, они лишь чуть сбивались с курса, а затем быстро приходили в себя и стабилизировали полёт.
Дэвид Ху, математик по образованию, большую часть времени посвящает изучению способов передвижения животных и насекомых. Так, мы писали о том, как он в сотрудничестве с другими учёными исследовал плоты из муравьёв и движение змей, а также создавал робота-водомерку (фото Georgia Tech).
Чтобы понять, как им это удаётся, команда Ху провела эксперимент с шариками из пенопласта. Учёные наполняли их различными жидкостями, стремясь получить наиболее реалистичную модель столкновения комара и капли воды.
Анализ полученных данных показал, что капля, соударяясь с малоинерционным объектом, деформируется, но не разлетается на брызги (как при столкновении с плоскостью). Из-за этого импульс, передающийся от водной капли насекомому, не велик. Согласно расчётам, шарик воды из-за удара теряет лишь 2% своей скорости, а комар продолжает лететь, как ни в чём не бывало.
В препринте статьи, появившемся на сайте ArXiv.org, авторы работы пишут, что комар в ходе столкновения с каплей может испытывать перегрузку от 30 до 300 g в течение одной миллисекунды. Для сравнения: предел человеческих возможностей - 25 g на протяжении 1,2 сек.
"Да, комары могут летать во время дождя", - заключают учёные. А инженеры тем временем грезят о том, что рано или поздно будут созданы миниатюрные беспилотные летательные аппараты, которые тоже смогут работать хоть в солнце, хоть в ливень.