بال جغد الگوی ساخت هواپیما

بیونیک نام یک رشته تحقیقاتی است که از طبیعت موجودات زنده الهام می‌گیرد. پژوهشگران این رشته از الگوها و مدل‌های طبیعی برای بهبود طرح‌های صنعتی الهام می‌گیرند. پژوهشگران بیونیک در مدرسه عالی فنی آخن در آلمان، از جمله مشغول تحقیق بر روی ساختار اندام‌های بدن جغد هستند. این پژوهشگران در پی آن هستند که دریابند این پرنده شکاری چطور در سکوت کامل به سوی طعمه خود یورش می‌برد؟

توماس باخمان یکی از پژوهشگران مدرسه عالی فنی آخن به دویچه‌وله می‌گوید: «جغدها در شب شکار می‌کنند. اطلاعات بصری ما در این مورد بسیار محدود است.» وی در ادامه توضیح می‌دهد که جغدها با کمک قوای شنوایی‌شان طعمه را شناسایی می‌کند، آنهم درحالیکه خود بی‌سروصدا در حال پرواز هستند.

توماس باخمان در مورد آیرودینامیک (مطالعه اثر هوا بر اجسام متحرک) بال جغدها تحقیق می‌کند. یکی از زمینه‌های پژوهش‌های او، گونه‌ای از جغدها است که به "جغد انبار" معروف هستند.

این پرندگان هم‌وزن کبوتر هستند، اما بال‌های بزرگتری دارند که خمید‌گی آنها بیشتر است. باخمان توضیح می‌دهد: «این بال‌ها امکان اوج‌گیری آن‌هم با سرعت اندک را برای پرنده فراهم می‌کنند.»

تفاوت در ساختار پرهای هر بال

در مقایسه با جغدهای انبار، کبوترها به دلیل ساختار بال‌هایشان باید با شدت بیشتری برای پرواز بال‌ بزنند. به همین علت صدای پرواز آنها از فاصله دور هم به خوبی شنیده می‌شود. به گفته‌ی باخمان، از آنجا که میان پرهای بال جغدها تقریبأ هیچ اصطکاکی وجود ندارد، سر و صدای بسیار کمتری هنگام بال ‌زدن آنها ایجاد می‌شود.

او می‌افزاید: «جالب اینجاست که ساختار پرهای یک بال جغد هم با هم متفاوتند. پرهای بخش جلویی بال، شانه‌ای و ریز هستند و سطح آنها نرم است. ابن ساختار تلاطم اندکی در سطح بال ایجاد می‌کند.»

باخمان ساختار پرهای جلویی بال‌ جغد انبار را به پوست زمخت کوسه تشبیه می‌کند که اصطکاک هنگام حرکت در آب کم می‌کند. او ادامه می‌دهد: «تلاطم‌های ریز سطح بال‌جغدها هم هنگام پرواز اصطکاک با‌ل‌های این پرنده با جریان هوا را کم می‌کند.»

جالب اینجاست که ریشه این پرها در بال جغدهای انبار، حاشیه‌ای دارد که آن هم دو عملکرد متفاوت دارند.

توماس باخمان که از مدت‌ها پیش بر روی بال‌های این پرنده تحقیق می‌کند، می‌گوید: «این حاشیه از یک سو موجب می‌شود که پرها روی هم لیز بخورند و صدای کمتری هنگام بال زدن ایجاد‎ کنند.»

باخمن ادامه می‌دهد: «از سوی دیگر، به دلیل وجود این حاشیه جریان هوا و سطحی پشت بال به آرامی با هم بر‌خورد می‌کنند.»

کاربرد ویژگی بال کرکس‌ها در هواپیماهای مسافربری

البته الگوبرداری از ویژگی‌های بال‌های جغد انبار برای هواپیماهای تجاری چندان هم ساده نیست. یک دلیل آن این است که جغدها هنگام شکار تنها حدود ده تا پانزده کیلومتر در ساعت پرواز می‌کنند.‎

اما توماس باخمان تأکید می‌کند که مبنای فیزیک ساختار بال‌های این پرنده می‌تواند موارد استفاده بسیاری داشته باشد. به عنوان مثال در تحول ساختار توربین‌های بادی وساخت توربین‌های که صدای کمتری تولید کنند.

جالب اینجاست که در صنعت هواپیماسازی تا کنون به کمک دانش بیونیک تغییرات بسیاری ایجاد شده است. به عنوان مثال ساختار بال پرندگانی مانند کرکس‌ها، عقاب‌ها یا لک‌لک‌سانان الهام‌بخش اضافه کردن سه‌گوشه‌هایی به انتهای بال هواپیما بوده که حرکت چرخشی هوا روی بال‌ها را کاهش می‌دهند.

ایجاد چنین گردباهایی روی سطح بال هنوز هم مانع بزرگی در کاهش سرعت هواپیماهای مسافربری و حتی هواپمیاهای جت به شمار می‌رود.

“نوک بال به صورت سه‌گوش به سمت بالا خم شده که مانع چرخش هوا روی سطح بال و ایجاد مقاومت می‌شود”‌

توماس باخمن در این رابطه می‌گوید: «پرهای نوک بال کرکس‌ها، عقاب‌ها یا لک‌لک‌سانان هرکدام به تنهایی به طرف بالا خمیده می‌شود و به این ترتیب هم مانع ایجاد گردباد در حاشیه بال‌ها می‌شود و هم مقاومت بال‌ها را کاهش می‌دهد.»

بهره‌جستن از ویژگی گوش جغدها برای کنفرانس‌های ویدئویی

ویژگی ساختار بدن جغد‌ها تنها به بی‌سر و صدا بودن بال‌های آنها خلاصه نمی‌شود. این پرندگان قادرند صدا از طریق گیرنده روی چهر‌ه‌شان دریافت کنند.

علاوه بر آن گوش‌های نامتقارن دارند که یکی رو به پایین و دیگری رو بالاست. این ساختار تشخیص جهت امواج صدا را برای پرنده ممکن می‌کند.

هرمان واگنر، یکی از پژوهشگران زیست‌شناسی مدرسه عالی فنی آخن که بر روی گیرنده‌های حسی جغدهای انبار تحقیق می‌کند، می‌گوید: «این ویژگی می‌تواند در بهبود سیستم‌های کنفرانس ویدئوی کابرد داشته باشد. دوربین همواره روی چهره‌ای متمرکز است که در حال صحبت است. می‌توان تغییری در این سیسم ایجاد کرد که جهت صدا را تشخیص دهد تا زمانی که فرد دیگری وارد گفت‌وگو می‌شود دوربین به صورت خودکار به سمت او بچرخد.»

منابع:دویچه وله،آپام