Ученые смоделировали полет райской змеи

Исследователи из Политехнического университета Виргинии впервые смогли смоделировать биомеханику полета райской змеи Chrysopelea paradisi. Результаты работы позволят ответить на некоторые вопросы, связанные с полетом этих позвоночных. Статья ученых опубликована в журнале Nature Physics.

Райская украшенная змея — единственный представитель бескрылых позвоночных, способных к полету. Она способна перепрыгивать с дерева на дерево, преодолевая до 24 метров по воздуху. Отчасти такое возможно благодаря волновому движению, которое животное совершает в воздухе. Исследователи знали это, но до сих пор полностью не понимали физики этого процесса.

Теперь исследователи из Политехнического университета Виргинии создали первую 3D-модель полета райских змей, которая описывает механику этого процесса. Чтобы сделать это, ученые проанализировали поведение более 100 живых скользящих змей. Модель учитывает частоту совершения волнообразных движений, их направление, действующие на тело силы и распределение масс. Используя модель, исследователи также провели эксперименты в симуляции, которые позволили получить дополнительные данные о полете райских змей.

Целью одного из таких экспериментов было узнать, зачем змеи при полете постоянно совершают волнообразные движения. Для этого исследователи смоделировали случай, при котором животные бы не делали таких движений. Моделирование показало, что при отсутствии такого поведения змея не может летать и падает сразу после прыжка. Этот эксперимент подтвердил гипотезу команды — волнообразные движения в воздухе повышают устойчивость полета у змей.

Ученые выяснили, что в начале прыжка змея обычно изгибает тело в J-образную петлю и выпрыгивает вверх и вперед. В течение полета змея совершает волнообразные движения для поддержания равновесия всего тела, кроме хвоста. Тело становится похожим на крыло изменяемой формы, которое создает подъемную силу под действием потока воздуха, а также ускоряется при движении вниз под действием силы тяжести.

Эксперименты также показали команде детали, которые они ранее не могли визуализировать. Исследователи заметили, что змея использует два вида волн для перемещения: горизонтальную волну большой амплитуды и недавно обнаруженную вертикальную волну меньшей амплитуды. При этом волны обоих видов распространяются одновременно. Результаты также показали, что вертикальная волна распространяется в два раза быстрее горизонтальной.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.