Чтобы раскрыть тайну, стоящую за этими различиями в движении, группа исследователей из департамента машиностроения и аэрокосмической инженерии Калифорнийского университета изучила аэродинамику маневров посадки птиц и их влияние на конструкцию самолета. Выводы исследователей были недавно опубликованы в Физический обзор Жидкостей, и это было выделено как "Предложение редактора".

Команда, возглавляемая докторантом аэрокосмической инженерии Дибьей Раджем Адхикари, обнаружила, что размашистое движение, которое изменяет форму птичьего крыла, увеличивает подъемную силу и позволяет лучше контролировать аэродинамические силы во время посадки.

"Полное понимание этого маневра посадки помогло бы количественно оценить характеристики естественных пилотов и помочь в проектировании более безопасных самолетов", - говорит Адхикари. "Этот маневр посадки также позволяет птицам плавно приземляться на небольшом расстоянии. Таким образом, маневр посадки со стреловидным крылом может быть вариантом, когда расстояние до взлетно-посадочной полосы является проблемой ".

Чтобы имитировать движение птичьих крыльев, команда использовала алюминиевые пластины, которые они проталкивали через резервуар с водой, содержащий стеклянные сферы, покрытые серебром. Прямоугольная пластина использовалась для имитации прямого крыла, в то время как коническая пластина использовалась для имитации сложенного крыла. Пластины перемещались с постоянной скоростью в течение нескольких секунд, затем наклонялись и смещались к стенке резервуара во время замедления, чтобы имитировать качку птицы и взмах крыльев при приземлении.

Исследователи обнаружили, что движение стреловидного крыла стабилизировало вихрь на передней кромке, один из основных механизмов, повышающих подъемную силу. Эта стабилизация в конечном счете приводит к лучшей посадке у птиц - и, возможно, у самолетов.

Адхикари работал над этим исследованием под руководством доцента Самика Бхаттачарьи, чья предыдущая работа привлекла его в UCF.

"Во время получения степени магистра я работал над полетом, вдохновленным биологией, используя экспериментальные методы", - говорит Адхикари. "Я хотел больше исследовать в этой области, и я нашел Самика Бхаттачарью, проводящего аналогичные исследования здесь, в Калифорнийском университете".

Адхикари сейчас работает у Бхаттачарьи в лаборатории экспериментальной механики жидкости. Премия NSF за карьеру Бхаттачарьи, которую он получил в 2021 году, частично профинансировала это исследование. Соавторами статьи являются доцент Майкл Кинзел и докторант аэрокосмической инженерии Джордж Лубимов '20MS.

Бхаттачарья присоединился к Калифорнийскому университету в качестве доцента в 2016 году. Он получил докторскую степень в области аэрокосмической инженерии в Университете штата Огайо, степень магистра в области аэрокосмической инженерии в Обернском университете и степень бакалавра в области машиностроения в Национальном технологическом институте в Варангале, Индия. Он также является научным сотрудником Центра перспективных исследований в области турбин и энергетики Калифорнийского университета.