Bir erkek at sineği uygun bir dişiyi gözüne kestirdiğinde, onun peşinden gidip havada onu yakalar ve birlikte yere doğru inişe geçerler. Bu davranışın şaşırtıcı bir yanı yoktur; ama hızının vardır. Bir böcekbilim uzmanı olan Jerry Butler’ın ölçümlediğine göre bu hız saatte 90 mil’dir.
Bilimadamları bu gibi biomekanik mucizeleri tamamen kavramaktan uzaklar; ama son bir kaç yılda oldukça yol katettiler. Uçma hızıyla ilgili bir açıklama hala getiremeyen bilimadamları, uçuşlarının nasıl geliştiği ile ilgili bir teori ortaya attılar. Bu ilk teoriye göre, planöre benzer kanatları olan böcekler ağaca tırmanıp aşağı atlayarak planör benzeri bir uçuş tekniğinde uzmanlaştılar ve daha sonra kanat çırpma, havada asılı kalma gibi alanlara geçiş yaptılar.1980’lere kadar evrimci teorisyenler tarafından önce sürülen düşünce buydu. Ancak 1980’lerde bir paleontolog olan Kukalova Peck bu teorinin pratiklikten yoksun olduğunu öne sürdü; çünkü kanatlar bir planör uçuşu gerçekleştirmek için uzayana kadar, ağaçlardan atlayan böcekler ölümcül bir şekilde düşeceklerdi. Üstelik bunu destekleyen bir fosil kanıtı da yoktu. Bulunan en eski uçan böcek fosili Karboniferus Dönemine ait 360 milyon yıllıktı. Ve planör uçuşu yapabilecek kanatlara değil, günümüzdeki modern sinekle aynı özelliklere sahip olarak çırpılabilir bir kanat yapısına sahipti.
Bir zoolog olan Charles Ellington da böcek uçuşunun biomekaniği üzerinde düşündü. O zamanki hakim görüş, Ellington’ın Cambridge Üniversitesi’ndeki akıl hocası Torkel Weis Fogh tarafından öne sürülen “bir çok böceğin kanatlarının uçak kanatları gibi çalıştığı” teorisiydi. Nitekim bu uçuş yöntemi, tıpkı uçaklardaki gibi böceği ancak havada tutmaya yarayabilirdi.Ellington ve ekibi bu teorilerini ölçümlemek üzere, bir düzenek geliştirdiler. Bir rüzgar tüneline çeşitli böcekler yerleştirdiler; ancak ölçümlenen kaldırma kuvveti ancak böceğin ağırlığının üçte birini kaldırmaya yeterliydi. Açıkça anlaşıldı ki; böcekler uçak mühendislerinin bilmediği bir sırrı biliyorlardı.
Bir böcek kanatlarını çırptığında, ön tarafı aşağı iner ve ileri gider daha sonra da yükselir ve geri gelir. Bu hareket böceğe, gelen havaya yüksek bir açıdan saldırma avantajı sağlar. Normalde böyle bir uçuşu donanımlı bir uçak gerçekleştirse, hız ve kontrolü kaybeder. Ancak böcek hep bu minimum sınırda uçar ve hızından ya da kontrolünden hiçbir şey kaybetmez.
Yapılan deneylerde, Ellington ve ekibi şu sonuca vardı. Uçuş sırasında sabit bir girdap oluşuyor ve böcekler spiral bir sekiz şeklinde uçmaya başlıyorlardı. Bu sekiz uçuşu anında, her iniş ve çıkışta , böceğin kanatları da dönüyor ve daha fazla ağırlığı kaldırabiliyorlardı. Bu da bir atsineğinin nasıl uçuşunun ortasında durabileceğini ve saatte 90km ile geçen dişiyi yakalayabileceğini açıklıyor.
Askeri anlamda desteklenen uçan mikroaraçlar projesi de bunlardan biri. Ancak araçların gözetime yarayabilmesi için, Ellington mutlaka hem yük taşıyabilir hem de havada durabilir şekilde olmaları gerektiğini söyledi. Böcekler yüksekliklerde yük taşıyarak havada durmada uzmanlar. Ama havada kanat çırpabilecek ve en küçük parçasına kadar kendini hiçbir şekilde sarsmadan havada durabilecek altı inçlik bir robot yapmak hala insan mühendislerin becerilerinin ötesinde.
Hayatının tamamını “kanat çırparak uçma” üzerine çalışarak geçiren Ellington, “ hayalim radyo kontrollü uçan sinekler yapmak ama henüz oraya gelmedik” diyor.
Kaynak:
http://discovermagazine.com/2000/apr/featphysics
http://faculty.washington.edu/callis/Flight/Insect_Flight_A-99.htm
http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/115/1/293.pdf
Bilimadamları bu gibi biomekanik mucizeleri tamamen kavramaktan uzaklar; ama son bir kaç yılda oldukça yol katettiler. Uçma hızıyla ilgili bir açıklama hala getiremeyen bilimadamları, uçuşlarının nasıl geliştiği ile ilgili bir teori ortaya attılar. Bu ilk teoriye göre, planöre benzer kanatları olan böcekler ağaca tırmanıp aşağı atlayarak planör benzeri bir uçuş tekniğinde uzmanlaştılar ve daha sonra kanat çırpma, havada asılı kalma gibi alanlara geçiş yaptılar.1980’lere kadar evrimci teorisyenler tarafından önce sürülen düşünce buydu. Ancak 1980’lerde bir paleontolog olan Kukalova Peck bu teorinin pratiklikten yoksun olduğunu öne sürdü; çünkü kanatlar bir planör uçuşu gerçekleştirmek için uzayana kadar, ağaçlardan atlayan böcekler ölümcül bir şekilde düşeceklerdi. Üstelik bunu destekleyen bir fosil kanıtı da yoktu. Bulunan en eski uçan böcek fosili Karboniferus Dönemine ait 360 milyon yıllıktı. Ve planör uçuşu yapabilecek kanatlara değil, günümüzdeki modern sinekle aynı özelliklere sahip olarak çırpılabilir bir kanat yapısına sahipti.
Bir zoolog olan Charles Ellington da böcek uçuşunun biomekaniği üzerinde düşündü. O zamanki hakim görüş, Ellington’ın Cambridge Üniversitesi’ndeki akıl hocası Torkel Weis Fogh tarafından öne sürülen “bir çok böceğin kanatlarının uçak kanatları gibi çalıştığı” teorisiydi. Nitekim bu uçuş yöntemi, tıpkı uçaklardaki gibi böceği ancak havada tutmaya yarayabilirdi.Ellington ve ekibi bu teorilerini ölçümlemek üzere, bir düzenek geliştirdiler. Bir rüzgar tüneline çeşitli böcekler yerleştirdiler; ancak ölçümlenen kaldırma kuvveti ancak böceğin ağırlığının üçte birini kaldırmaya yeterliydi. Açıkça anlaşıldı ki; böcekler uçak mühendislerinin bilmediği bir sırrı biliyorlardı.
Bir böcek kanatlarını çırptığında, ön tarafı aşağı iner ve ileri gider daha sonra da yükselir ve geri gelir. Bu hareket böceğe, gelen havaya yüksek bir açıdan saldırma avantajı sağlar. Normalde böyle bir uçuşu donanımlı bir uçak gerçekleştirse, hız ve kontrolü kaybeder. Ancak böcek hep bu minimum sınırda uçar ve hızından ya da kontrolünden hiçbir şey kaybetmez.
Yapılan deneylerde, Ellington ve ekibi şu sonuca vardı. Uçuş sırasında sabit bir girdap oluşuyor ve böcekler spiral bir sekiz şeklinde uçmaya başlıyorlardı. Bu sekiz uçuşu anında, her iniş ve çıkışta , böceğin kanatları da dönüyor ve daha fazla ağırlığı kaldırabiliyorlardı. Bu da bir atsineğinin nasıl uçuşunun ortasında durabileceğini ve saatte 90km ile geçen dişiyi yakalayabileceğini açıklıyor.
Askeri anlamda desteklenen uçan mikroaraçlar projesi de bunlardan biri. Ancak araçların gözetime yarayabilmesi için, Ellington mutlaka hem yük taşıyabilir hem de havada durabilir şekilde olmaları gerektiğini söyledi. Böcekler yüksekliklerde yük taşıyarak havada durmada uzmanlar. Ama havada kanat çırpabilecek ve en küçük parçasına kadar kendini hiçbir şekilde sarsmadan havada durabilecek altı inçlik bir robot yapmak hala insan mühendislerin becerilerinin ötesinde.
Hayatının tamamını “kanat çırparak uçma” üzerine çalışarak geçiren Ellington, “ hayalim radyo kontrollü uçan sinekler yapmak ama henüz oraya gelmedik” diyor.
Kaynak:
http://discovermagazine.com/2000/apr/featphysics
http://faculty.washington.edu/callis/Flight/Insect_Flight_A-99.htm
http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/115/1/293.pdf
