Високий центр мас: Політ паперових пірамідок

Всупереч очевидності, апарати із завищеним центром тяжкості краще тримають баланс при махаючому польоті, ніж звичні системи зі зниженим центром мас.

Здавалося б, елементарна логіка і весь життєвий досвід підказують нам, що максимальної стійкості будь-яка система досягає при рівномірному розподілі її маси, так, щоб центр тяжкості знаходився якомога ближче до медіанної лінії - і якомога нижче. Однак експерименти показали, що це справедливо не завжди.

Дослідники з групи Цзюн Чзана (Jun Zhang), які працюють у США, розумно помітили, що наш досвід створення літаючих апаратів трохи перевищує сотню років, тоді як комахи освоїли повітря понад 400 млн років тому. При цьому питання про те, як вони примудряються зберігати баланс при махаючому польоті досі багато в чому залишається загадкою. Робота команди Чзана дозволила виявити деякі «комахи хитрощів», про які досі ми і не припускали.

Автори створили з паперу умовні моделі літаючої «комахи» у формі піраміди, і змушували їх зависати, парячи в струмені висхідного повітря, що то посилюється, то різко слабшає, - тим самим в деякій мірі імітувалися аеродинамічні умови машучого польоту. Політ паперових пірамідок знімався на відеокамеру, після чого аналізувався кадр за кадром.

Моделі розрізнялися лише одним: положенням центру мас, і з'ясувалося, що завищене його положення сприяє утриманню балансу при такому польоті. Більше того, при зниженому положенні центру мас баланс утримати виявилося практично неможливо. Автори вважають, що стабільний політ комах пов'язаний саме з цією особливістю - і в майбутньому вона може стати важливим елементом штучних апаратів з крилами, що машуть.

За прес-релізом New York University