Als je ooit een vogel op een boomtak hebt zien landen, is het je misschien opgevallen dat hij zijn vleugels snel in een hoge hoek omhoog houdt om een ​​soepele landing uit te voeren. Voor sommige vogels landen ze echter door hun vleugels te vouwen terwijl ze in plaats daarvan neerstrijken, waardoor een vegende beweging ontstaat terwijl ze vertragen.

Om het mysterie achter deze verschillen in beweging te ontdekken, bestudeerde een team van onderzoekers van de UCF-afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek de aerodynamica van manoeuvres voor het neerstrijken van vogels en hun implicaties voor het ontwerp van vliegtuigen. De bevindingen van de onderzoekers zijn onlangs gepubliceerd in Physical Review Fluids , en hun artikel verscheen ook in Natuurkunde , het online magazine van de American Physical Society.

Het team, onder leiding van doctoraalstudent lucht- en ruimtevaarttechniek Dibya Raj Adhikari, ontdekte dat de vegende beweging, die de vorm van een vogelvleugel verandert, de lift verhoogt en zorgt voor een betere controle van de aerodynamische krachten tijdens een landing.

"Een volledig begrip van deze neerstrijkmanoeuvre zou helpen om de prestaties van de natuurlijke vliegers te kwantificeren en te helpen bij het ontwerpen van veiligere vliegtuigen", zegt Adhikari. "Deze neerstrijkmanoeuvre stelt de vogels ook in staat soepel te landen op korte afstand. Dus een neerstrijkmanoeuvre met swept-wing-configuratie kan een optie zijn wanneer de baanafstand een probleem is."

Om de beweging van vogelvleugels te simuleren, gebruikte het team aluminium platen die ze door een watertank met verzilverde glazen bollen duwden. Een rechthoekige plaat werd gebruikt om een ​​rechte vleugel na te bootsen, terwijl een taps toelopende plaat werd gebruikt om een ​​gevouwen vleugel na te bootsen. De platen werden een paar seconden met een constante snelheid bewogen, vervolgens gekanteld en tijdens het vertragen naar de tankwand verschoven om een ​​vogel na te bootsen die werpt en zijn vleugels uitslaat terwijl hij landt.

De onderzoekers ontdekten dat de swept-wing-beweging de leading-edge vortex stabiliseerde, een van de belangrijkste mechanismen die de lift verbeteren. Deze stabilisatie leidt uiteindelijk tot een betere landing bij vogels - en mogelijk in vliegtuigen.

Adhikari werkte aan dit onderzoek onder begeleiding van assistent-professor Samik Bhattacharya, wiens eerdere werk hem naar UCF trok. "Tijdens mijn master werkte ik aan een bio-geïnspireerde vlucht met behulp van experimentele technieken", zegt Adhikari. "Ik wilde meer op dit gebied ontdekken en ik ontdekte dat Samik Bhattacharya een soortgelijk soort onderzoek deed hier bij UCF." + Verder verkennen

Vogelachtige vleugels kunnen drones helpen stabiel te blijven bij windstoten