Moucha? Inspirace pro tryskáč? Možná i pro raketu!

Tušíte, že kdyby jádra atomu byla veliká jako tenisák, elektrony by měly velikost zrnek písku a bílou mičudu by obíhaly asi ve vzdálenosti 150 metrů? Pokud by byl člověk ve vztahu ke své váze silný jako mravenec, unesl by na zádech plně naloženou menší škodovku.Tušíte, že kdyby jádra atomu byla veliká jako tenisák, elektrony by měly velikost zrnek písku a bílou mičudu by obíhaly asi ve vzdálenosti 150 metrů? Pokud by byl člověk ve vztahu ke své váze silný jako mravenec, unesl by na zádech plně naloženou menší škodovku.

Když se začne srovnávat síla a rychlost hmyzu se stejnými vlastnostmi člověka, často dojdeme k úžasným objevům. Kdybychom co do velikosti a rychlosti porovnali mouchy s pánem tvorstva, za měsíc páření by oplozená vajíčka (muší???) pokryla celou zeměkouli až do hloubky 5,48 metru! Poměrná srovnání jsou pozoruhodná. Člověku občas přinášejí užitečná řešení v rozmanitých technických problémech.

21. STOLETÍ zve čtenáře do světa zvířat a lidí. Pod naším drobnohledem bude pro tentokrát rychlost.

Aerodynamika v koncích: Záhada letu včely

„Je nemožné, aby hmyz podle našich zákonů vůbec mohl létat. Pylem přetížená včela vůbec nemůže vzlétnout,“ prohlásil v roce 1960 jeden z italských odborníků přes aerodynamiku Nicola Tavoliny Modena. Měl pravdu. V rámci klasické aerodynamiky použité pro chod letadel a vrtulníků je let hmyzu absolutní nesmysl. Je to cosi podobného, jako by jste se znalostmi klasické fyziky přistupovali ke kvantové mechanice. Výpočty pro let strojů s letem hmyzu vůbec „nesedí“. Přesto v porovnání přírody a vyspělé lidské civilizace můžeme nalézt mnohá poučení. Obyčejná včela mávne při vzletu křidélky asi 200krát za sekundu. Vznikají miniaturní víry. V tom spočívá kouzlo a tajemství jejího letu.

Konstruktéři letadel odmítají létat; mají strach

Nejmodernější stroje, křižující oblohu, jsou podle přesných statistických výpočtů pro cestující z hlediska zachování života bezpečnější, než kdyby šli po chodníku. Jenomže statistika nikdy nezahrnovala spoustu nahodilých věcí a nepředvídatelných lapálií. Mezi těmi, kteří se seriózně zabývají pevnostními výpočty letounů, a těmi, kdo řeší aerodynamiku (nauka o pohybu vzdušin a jejich účinku na těleso jimi obtékané), je silné profesní napětí. Neexistuje ideální aerodynamické letadlo, které by bylo absolutně pevné a naopak.
Konstruktéři například nesnášejí okénka ani dveře. Dokonce by se jim lépe stavěla letadla, při jejichž provozu by se nepočítalo s pasažéry.

Proč padaly letouny DH Comet 1?

21. STOLETÍ zná odpověď:
Dne 2. května 1952 vzlétl z londýnského letiště Heathrow první dopravní letoun de Havilland DH-106 Comet 1 s proudovými motory, aby přepravil 36 platících cestujících do Johannesburgu v Jižní Africe na lince společnosti BOAC. Comet otevřel další novou etapu v letecké dopravě – znamenal nástup letounů s proudovými motory, ještě výkonnějšími a v dalších etapách svého vývoje ekonomičtějšími než stroje s turbovrtulovými motory. Nastala nebývalá šlamastyka. Stroj byl prvním dopravním tryskovým letadlem, které proslulo sérií tragických nehod způsobených hranatými okénky. Od trhliny načaté v obdélníkovém okénku se za letu rozpadl trup. I kulatá okénka a dveře dělají podle konstruktérů v aerodynamice nepořádek.

Jak vzlétne dělnice s mamutím nákladem?

Na jaře roku 2008 sledovali speciálními přístroji vědci z Melbournské univerzity let včely. Soustředili se na kusy, které nasbíraly enormní dávky pylu, čímž dvakrát převyšovaly svou hmotnost. Australané natáčeli jejich let speciální rychlofrekvenční kamerou rychlostí 20 000 snímků za sekundu. Poté jednotlivá okénka analyzovali. „Zjistili jsme, že naložená včela mává křídly v rozpětí 90° s frekvencí přibližně 230 mávnutí za sekundu. Mouchy a podobný hmyz mává v rozpětí přesahujícím 100° a někdy se přiblíží k 180°, frekvence je závislá na velikosti. Čím menší muška, tím rychleji mává. Moskyt například zvládne v jediné sekundě 400 mávnutí,“ říká šéf týmu Bert Greenswood. A jak je to se včelou s přetíženou nákladem? Je-li dvakrát těžší, na první pohled by se zdálo, že začne logicky mávat křídly dvakrát rychleji. Bylo by to energeticky nejvýhodnější. Včela však zvolí jinou techniku. Pouze zvětší oblouk, ve kterém křidélky mává. Na rozdíl od jiného hmyzu má jiné svalstvo. „Létá si po svém!“ dodává Bert Greenswood.

Zázrak techniky? Jen do určité míry

To nejlepší, co můžete objevit mezi soukromými letadly, je Cessna Citation X. Naloží dvanáct lidí a přepraví je rychlostí 1126 km/h do cílového letiště. Jedná se o nejrychlejší soukromé letadlo světa, a současně dokonce i o nejrychlejší civilní letadlo světa! Rychlejší civilní letadla Concordy a Tupolevy Tu-144 jsou dnes už jen v muzeích. Tradiční letecká společnost Cessna, založená roku 1927, má nyní na 10 000 zaměstnanců. Projekt Citation X patří mezi poslední hity.
Prvním majitelem tryskáče se stal světoznámý golfista Arnold Palmer. Jeho první lety se zapsaly do historie, když stanovil nové světové rychlostní rekordy. Není tedy s podivem, že nejrychlejší soukromé letadlo světa je současně nejlepším aerodynamickým dílem tohoto sektoru. To přináší nejen možnosti dosažení výjimečných rychlostí, ale také výrazné snížení spotřeby paliva a prodloužení doletu. Na letounu jsou pozoruhodná šípovitá křídla s dvacetimetrovým rozpětím, která jsou díky svému zkosení 37 stupňů také světovým unikátem.

21. STOLETÍ ví více:

Dvoupilotní letoun s motory Rolls-Royce není žádným drobečkem Díky 22 metrové délce nabízí skvělé možnosti uspořádání interiéru. Každý interiér je unikátním dílem. Další trumfem je výška interiéru. Vývojáři společnosti se zaměřili na možnost pohodlného pohybu v letadle, takže příjemně narovnáni můžete projít osm metrů letadla. Při delších letech se tato výhoda stává neocenitelnou. Citation X zvládne cestu z Los Angeles do New Yorku pod čtyři hodiny a na téměř tunovou nádrž přeletí šest časových pásem – šest tisíc kilometrů! Starší typ Citation X přijde dle modelového roku na 11 milionů dolarů a více. (U nás lze pěkný vybavený stroj koupit za cenu 230 milionů korun). Co však je to za letadlo, které je oproti říši hmyzu neohrabanou hračkou?

21. STOLETÍ zkoumá let čmeláka

Na konci 20. a na začátku nového století objevujeme tři základní druhy vzniku vztlaku. Běžné teorie je ještě neznají, avšak pro vzdušný pohyb čmeláka jsou podstatné.

1. Vírové proudění
Hmyzí křídla jsou obtékána převážně vírově (letecké stroje laminárně, tj. vrstevnatě, a turbulentně). Na podtlakové straně (na horní ploše křídla) se vytvoří vír. Tím se mohutné těleso může vznést.

2. Mávání do mávání
Vírové proudění by čmeláka neuneslo. Při pozorném zpomaleném sledování lze zjistit, že se křidélka při rychlém pohybu nahoru a dolů dostávají do oblasti, kde již je vzduch rozvířen od předchozího mávnutí. Dochází k tak řečenému „úplavu“ – pohybu vpřed.

3. Rychlost kmitu mění směr
Čmeláčí křídlo se natáčí v horní a dolní „úvrati“ (místa s nejzazším úhlem) kolem své nejdelší osy o poměrně velký úhel. Dochází k obdobě Magnusova efektu. Je to onen tajemný prvek mechaniky, který způsobuje falše u vhodně nakopnutých fotbalových míčů či „umně“ odehraných ping-pongových míčků. Náš čmelák se rozkýve do všech stran. Zatím to žádný stroj nedokáže.

Průzkumný robotický brouk

Cílem soudobého výzkumu letu hmyzu je rozpoznat a přesně pojmenovat jeho přesnou aerodynamiku. Vědci z floridské NASA pracují od roku 2007 na projektu FLY ONE MILE. Zatím docházejí k zajímavým objevům. Vyrobit létajícího mikrorobota – včelu  bude pozoruhodné. Stačí ji vybavit kamerou a mikrofonem a stává se ideálním informačním zdrojem pro odposlech a špionáž. Navíc lze vše zmenšit do velikosti sotva viditelné mušky octomilky. Namísto kamery může nést jemné částice chemických či psychotropních zbraní. A to už je v dnešní době terno.

21. STOLETÍ: Boeing Jumbo Jet je břídil

Šok první
Vezmeme-li v úvahu běžné informace o mouchách domácích, dozvíme se, že obyčejná moucha může doletět na jeden zátah do místa vzdáleného až 20 kilometrů od místa, kde přišla na svět.

Připustíme-li nezvratnou skutečnost že obří Boeing 747 je zhruba sedm a půl tisíckrát větší než zmíněná moucha, měl by mít správně dolet zhruba 150 000 kilometrů. Nemá. Podle údajů firmy Boeing uvedený stroj létá asi do vzdálenosti 14 500 kilometrů.
Šok druhý

Moucha domácí (žije asi jeden měsíc), dosahuje průměrné letové rychlosti osm kilometrů za hodinu (v říši malého hmyzu jsou i letci mnohem hbitější!) Jumbo Jet by tedy musel svištět rychlostí 56 000 kilometrů v hodině (blížil by se třetí kosmické rychlosti).

A co dokonalost přírody – člověk?

Ve srovnání s většinou čtyřnohých savců jsme však velice pomalí běžci. Na mílové trati dosahují ti nejrychlejší rychlosti 24 km/hod. Gepard vyvine až 120 km/hod.

Bojíme se rychlosti

Před rokem navrhl britský europoslanec Chrise Davise, aby byly automobily konstrukčně omezeny rychlostí 162 km za hodinu.

Davis uvedl, že stejně jako zákon chrání občany před účinky drog, a nově i cigaretového kouře, měl by je chránit i před neuváženým užíváním silných aut.

Dalším důsledkem návrhu je snížená spotřeba paliva, pomalejší čerpání světových zásob, snížení emisí a menší následky dopravních nehod.

Odpor k tomuto návrhu vzešel coby výsledek tlaku výrobců luxusních aut Mercedes, Audi aj. kteří by neměli co prodávat a museli se, spíše než na rychlost, zaměřit na vývoj nových automatických prvků zvyšujících bezpečnost a napravujících možnou chybu řidiče.

Rychlý a ještě rychlejší

rychlost:                                   km/h
růstu lidských vlasů….            1,08.10-8

hlemýždě zahradního                 0,013
lidské chůze                        3,6–5,4

antilopy                                90
sokola stěhovavého                       390

zvuku ve vzduchu na úrovni mořské hladiny 1193
střely v ústí útočné pušky M16       3510

Země na oběžné dráze kolem Slunce    107 280
světla ve vakuu                       1 079 252

Rubriky:  Příroda
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Mapování ptáků pokračuje. Sovy rozšířily areál svého výskytu

Mapování ptáků pokračuje. Sovy...

Průběžné výsledky mapování hnízdního rozšíření ptáků dávají vědět, že kulíšek...
Britským vědcům se dostala do rukou obří žížala

Britským vědcům se dostala do rukou...

Obří žížala obecná (Lumbricus terrestris) byla nalezena na zahrádce nedaleko...
Jak čistota ovzduší ovlivňuje zdraví dětí?

Jak čistota ovzduší ovlivňuje...

Co nejvíce ohrožuje naše zdraví? Jaké jsou nejnovější poznatky o vlivu...
Karibská homolice zatočí s chronickou bolestí

Karibská homolice zatočí s...

Jed, který mořský plž homolice korunová (Conus regius regius) používá k...
Globalizace v biologii aneb nepůvodních druhů přibývá po celém světě

Globalizace v biologii aneb nepůvodních...

Nárůst počtu nepůvodních druhů nevykazuje žádné známky zpomalení, ukázal...
Mexická jeskyně skrývala 50 tisíc let staré mikroby

Mexická jeskyně skrývala 50 tisíc...

Američtí vědci objevili v mexickém jeskynním systému Naica, kterému se...
Deset let českého výzkumu Antarktidy

Deset let českého výzkumu...

Česká republika sice nepatří mezi velmoci polárního výzkumu, přesto ani...
Rostliny z oblasti věčného chladu

Rostliny z oblasti věčného chladu

Rostliny se dokázaly adaptovat na drsné podmínky polárních oblastí. Kromě...
Nebezpečné chemikálie jsou už i v hlubokomořských příkopech

Nebezpečné chemikálie jsou už i v...

Působením člověka se ze světového oceánu stává stále více jedna velká skládka....
V milovické rezervaci bylo pokřtěno první zubří mládě

V milovické rezervaci bylo pokřtěno...

V rezervaci nacházející se v prostorách bývalého vojenského prostoru...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Muzeum Madame Tussauds: Z vosku zrozená pýcha Anglie

Muzeum Madame Tussauds: Z vosku...

Krajinu za oknem už dávno pohltila tma, mladá...
Lezou bez jištění: Vzdor proti gravitaci a smrti!

Lezou bez jištění: Vzdor proti...

Před sebou svislá masa skalní stěny, pod sebou...
Kuriózní původ svatebních zvyků: Loučení se svobodou a líbánky

Kuriózní původ svatebních zvyků:...

Ve starém Řecku asi 300 let př. n. l. míří bohatá...
Hambáč na hanbu? Humburger má dlouhou historii

Hambáč na hanbu? Humburger má...

Houska měkká jako poduška, do křupava opečené mleté...
Šipka pro pány, křížek pro dámy: Kde se vzaly symboly pohlaví?

Šipka pro pány, křížek pro dámy:...

Taky jste se nad nimi někdy pozastavili? Kruh, šipka a...
3 x krkavčí matky: Kriminální případy, které šokovaly svět

3 x krkavčí matky: Kriminální...

Pojem krkavčí matka dostává hrůzné obrysy při pohledu...
Z dějin techniky: Jak funguje vysavač

Z dějin techniky: Jak funguje...

Při popíjení limonády brčkem používáte nejjednodušší...
Květnové povstání: Němce zastaví hromady sutin a nábytku!

Květnové povstání: Němce zastaví...

„Německý četař dal nastoupit německou posádku...
Jak si ulevit od bolestí kloubů

Jak si ulevit od bolestí kloubů

Bolesti kloubů si většinou spojujeme se stářím a...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.