Bu madde, uygun değildir.Mayıs 2016) ( |
Böcekler omurgasızların tek grubudur ve bu grubun kanatları ve uçuş özellikleri gelişmiştir. İki böcek grubu, kız böcekleri ve mayıs sineği, kanatlarına eklenmiş uçuş kaslarına sahiptirler. Diğer böceklerde ise kaslar göğüs kısmına eklenmiştir, bocalamaya ve indirekt olarak kanatları vurmaya sebep olmaktadır. Bazı çok küçük böcekler aerodinamiklerini kararlı durumda tutamazlar fakat Weis-Fogh hafifçe vuruşu ve fırlama mekanizmasından, üretilen yüksek kaldırma kuvveti kanatların yırtılmasına hırpalanmasına sebep oluyor. Birçok böcek havada durabilir, devamlı yükseklikte ve konum kontolü ile. Bazı böcekler güve gibi arka kanatlarının uyumu için ön kanat çiftlerine sahiptir.

Böceklerin ilk uçuşu karbonifer olarak bilinen jeolojik zaman diliminde gerçekleşmiştir, yaklaşık 350 milyon yıl önceye denk gelmektedir. Kanatlar yanlardaki uzuvlarına ek olarak gelişmiştir, diğer amaçları için zaten sinirlere, eklemlere ve kaslara sahiplerdir. Bunlar başlangıçta belki de denize açılma için kullanılıyordu veya süzülürken iniş hızını azaltmak için kullanılıyordu.
Mekanizma
Direkt Uçuş
Diğer böceklerin aksine, özel kız böceklerinin (yusufçuk ve küçük kız böceği) kanat kasları (geleneksel düzende bir tür "ilkin böcekleri" olarak tanımlanır.) temel olan kanatlarına üzerine direkt eklenir, aşağı doğru küçük hareketler için olan bu kanatlar hareketlidir yani açılır kapanırdır, yukarı kaldıran kanatlarda kendi kendine yukarı doğrudur, havada kürek çekmeye çok benzer yusufçuklar ve küçük kız böcekleri benzer şekilde ve büyüklükte ön ve arka kanatlara sahiptirler ve bağımsız olarak çalışırlar, bu onlara iyi kontrol derecesi ve yönlerini ve hızlarını değiştirmeleriyle birlikte hareketlilik açısından tutarsızlık verir ve diğer uçuşan böcekler görülmez. Tabii ki bu sürpriz değildir, verilen kız böceklerinin tamamı hava yırtıcıdır ve daima diğer hava yırtıcı böcekleri avlarlar.
Indirekt uçuş
Direkt uçuş kaslarına ek olarak iki düzenleri vardır, diğer tüm yaşayan kanatlı böcekler uçarken farklı mekanizmalar kullanırlar, endirekt uçuş kasları da dâhil. Bu mekanizma bir zamanlar gelişime uğramıştır ve bu bir özellik olarak tanımlanır biyolojik sınıflamada gelişmiş böcekler sınıfına girer; bu şuna karşılık olarak gelir, muhtemelen tesadüfen değildir, kanat katlama mekanizmasının görünüşü ile birlikte, bu gelişmiş böceklere dinlenirken kanatlarının karınlarına doğru çekilmesine izin verir. (bu yeteneğe karşın ikincil bazı gruplarda olmayan bir özelliktir, mesela kelebeklerde).
İki fonksiyonal kanat çiftleriyle beraber yüksek gruptalardır, bu çiftler birçok yolla mekanik olarak birliktedirler ve bu birçok ilkel grup için yanlış olmasına rağmen, fonksiyolanlar tek kanat olarak bulunurlar. Ayrıca gelişmiş böcekler arasından istisnalar vardır; hayalet güveler kanatların çiftlerini açabilirler ve bağımsız olarak hareket edebilirler, yusufçuklar gibi üzerlerinde uçabilirler. Tüm yusufçuklar ne paylaşırsa, fakat karınlarındaki kasların çalışmasının bir yoludur: bu kaslar, kanatların eklenmesinden ziyade, karın bölgesine eklenmesi ve deforme olmasıdır; çünkü kanatlar torasik dış iskeletin genişlemesi, karın bölgesinin deformasyonu kanatların hareketine de sebep olur. Boyuna uzayan sırt kaslarının oluşumunda sırtttan karna olan baskısı, kanatları aşağı çevirerek karnın arka yüzeyinin yukarı yaylanmasına sebep olur. Tergosternal kasların oluşumunda göğüs kısmının arka tarafı yine aşağı doğru çekilir, kanatların aşağı çekilmesine sebep olur. Bazı gruplarda, tergosternal kaslar gevşediğinde, aşağı vuruş sadece karnın geri çekilmesinde başarılıdır. Birçok küçük sklerite kanat temellerinde var, ayrılmış, kaslar eklenmişti ve bunlar kanat kontrolünün iyi olmasında kullanılır ve bu yollar eğimde birçok ayarlamaya ve kanat çırpış genişliklerine izin verir.Son düzeltmelerden biri de şudur gelişmiş canlılarırn görünüşleri (, sinek ve zar kanatlılar) kaslı ve sinirsel sistemleri olan canlılara örnektir mademki bir sinir dürtüsü kas liflerinin birçok kasılmasına sebep olur; bu kanat vuruşu oranın artması için frekansa izin verir ve bu sinir sistemlerine uyarının gönderilmesine sebep olur. Bu özelleştirilmiş kasların formu belirlenmiş asenkron uçuş kasıdır. Tüm etki birçok gelişmiş kanatların vuruşu böcek direkt uçuş kaslarından hızlıdır.
Aerodinamikleri
Böcek uçuşlarının iki temel aerodinamik modeli vardır: yaratılan, öncü girdap.
Öncü Girdap
Birçok böcek metot kullanarak helezonik uçuş kenarı girdabı yaratır. Bu kanat çırpma hareketleri basit yarım çırpışlar boyunca olur. Aşağı yönde yapılan iniş başlar ve biter ve bu aşağı doğru ve ileri doğru dalınır. Ön cepheyi arka tarafa sabitlemek amacıyla kanatlar çabucak ters çevrilir. Yukarı vuruş ayrıca kanatların yukarı ve arkaya itilmesidir. Bunun üzerine kanatlar tekrar ters dönmüştür (dolaylama) ve aşağı yönlü vuruş oluşur. Böceklerde eşzamanlı frekans uçuş kasları genel olarak 5 ila 200 hertz (Hz) arasındadır. Bunların içinde eşzamanlı olmayan kaslar da vardır, bu durumda kanat vuruş frekansı 1000 Hz. Böceklerin süzülüşü sırasında, iki vuruş aynı süre içerisinde tamamlanır. Kısa aşağı yönlü vuruş, fakat itme (akışkanlar mekaniğini).
Temel kuvvetlerin tanımlanması böcek uçuşlarının anlamasında hassas bir konudur. Birinci deneme yarı kararlı kanat çırpışlarının tahmin edilmesi durumudur. Bunun anlamı hava herhangi bir zaman içerisinde kanatların üzerinde akar bunun öngörüsü ile kanat çırpımı olmaması, kanatların sabit durma durumundaki açıdaki akış ile aynıdır. Kanat çırpışları birçok hareketsiz konumda parçalara bölme yoluyla analiz edilebilir ve herhangi bir anda kanatların anlık kuvveti için zaman cetveli yaratılabilir. Bu hesaplanan kaldırma kuvveti üç katı küçük bulundu, böylece araştırmacılar bunun aerodinamik kuvvetini sağlayan düzensiz bir olay olduğunu fark etmişlerdir. Önceki zamanlarda ortalama uçuşun kanat çırpımına yakın olması için birçok geliştirici çözüm denenmiştir. Bazı araştırmacılar kuvvetin supinasyonda zirveye ulaşacağını tahmin etmişlerdir. Sirke sineği dinamik olarak pullanmıştır, bu kuvvet tahminleri daha sonra onaylanacaktır. Diğer tartışmalar supinasyon ve pronasyonun sebep olduğu bilinmeyen rotasyonel etki sırasında kuvvetin zirvede olduğunu söylemiştir. Bu rotasyonel etki temelde dönüşümsel olaylardan farklıdır. Bu yargıya karşı bazı zıt yargılar var. Hesaplamalı akışkanlar mekaniği boyunca, bazı araştırmacılar rotasyonal etki olmadığı konusunda tartışıyorlardı. Bu araştırmacılar yüksek kuvvetin bir önceki çarpıştaki dökülmenin sebebi olduğunu iddia ediyorlardı.
Yukarıda bahsedilen rotasyonal etkiye benzer olarak, bu olay kanat çırpışlarının tam olarak anlaşılamaması ve üzerinde tam bir karar verilememesi ile ilgilidir. Çünkü bütün modeller tahmin edilebilir, farklı modellerde bu farzedilen etki hariç tutulur. Örneğin, Wagner etkisi şunları belirtiyor; akmazlıktan dolayı eğimli kanatlar hareketsizlikten ivmelenir. Bu olay kaldırma değeri ile açıklanabilir bu değer tahmin edilenden düşüktür. Tipik olarak, bu durumda havalanmanın eklenmesi ile kökenler bulundu. Bu etkinin akışkanlıkta Reynolds sayısı ile etkisiz olduğu çok önceden beri tartışılıyor bu tipik olarak bir böcek uçuşudur. Wagner etkisi etkisiz olarak değerlendirildi, bilinçli bir şekilde, en azından eski modelinde. Olaylardan en önemlisi ise uçuş sırasındaki ön tarafın emiş gücü ile oluşur. Bu kuvvet verimliliği hesaplamada çok önemlidir. Ön kenar emiş kavramı keskin kanatlı delta kanatlarında birinciyken girdap asansöründe dördüncüye konuldu. Saldırıların yüksek açılarda olanlarında, akış önde gelen kenarların üstünde ayrılır, tekrar eklenme ise arka kenara ulaşılmadan önce gerçekleşir. Ayrılmış akışların içindeki kabarcıklar girdaplardır. Hücumun saptırılması çok büyük olduğu için, akışın içine doğru birçok momentum gönderilir. Bu iki özellik büyük miktarda kaldırma kuvveti yaratır ve ayrıca biraz da ekstra direnç sağlar. Bu önemli özellik, ancak, kaldırmadır. Çünkü akış dağılmıştır, fakat hala büyük miktarda kaldırma kuvveti sağlar, bu olay perdövites olarak adlandırılır. Bu etki uçan böceklerin savruluşunda gözlemlendi ve bu it was proven to be capable of providing enough lift to account for the deficiency in the quasi-steady-state models. Bu etki kanoda birlikte kürek çekmede kullanılır.
Kanat çırpmanın bütün etkileri aerodinamik olayların üç temel kökeniyle azaltılabilir: öncü girdap, kanattaki denge durumu aerodinamik kuvvetleri ve kanatların önceki çarpışın canlandırılmasındaki temastır. Uçan böceklerin büyüklük aralıkları yaklaşık olarak 20 mikrogramdan 3 grama kadar. Böceklerin vücut kütleleri artarken, kanat alanları genişler ve kanat vuruş frekansları azalır. Büyük böcekler için, Reynolds numaraları (Re) 10000 kadar büyük olabilir. Küçük böcekler için, bu 10 kadar az olabilir. Bunun anlamı akmazlık etkileri küçük böcekler için çok önemlidir, akışı tabakalı olmasına rağmen, hatta büyük uçuşlar için.
Böceklerin vücudundaki diğer ilginç özellik ise vücut eğilimidir. Uçuş hızı artarken, böcek vücudu baş aşağı o eğilime yönelir ve daha çok yatay olur. Bu ön alanda azalma ve sonuç olarak vücut sürtünmesine sebep olur. Sürtünmenin artması hızın artması ile artar ve böcekler verimlilik daha önemliymiş gibi uçuşlarını daha verimli kılarlar. Ek olarak, aşağı yönlü vuruşlu saldırıların geometrik olarak açısal değişimleri aracılığıyla, mümkün olduğu kadar bütün manevraları süresince uçuşlarını maksimum verimlilikte tutarlar. Genel itme kuvvetinin gelişimi kaldırma kuvvetiyle kıyaslandığında oldukça küçüktür. Kaldırma kuvveti böceğin ağırlığından belki de üç kat fazladır, ama itme kuvvetinin en yüksek hızı vücut ağırlığının %20 sinden az hıza sahiptir. Bu kuvvet kanat çırpış hareketinin yukarı doğru daha kuvvetsiz olmasının temelidir.
Kanat çırpışı ve savuruşu
Uçuşun ikinci metodu ise, çırpış ve savuruş veya Weis-Fogh mekanizması, fonksiyonlar farklıdır. Bu işlemde, küçük böcekler bulunur mesela trips ve chalcid eşek arısı, böcek vücudunun üzerinde kanatlar çırpılır ve daha sonra savuruş yapılır. Böcekler açık uçarlarken, hava emilir ve her kanadın üzerinde girdap oluşur. Bu girdap sınırı kanatların karşısına ilerler ve çırpış, diğer kanatlardaki girdabın oluşmasında rol oynar. Bu etki sayesinde, döngü ve böylece, kaldırma büyüklüğü genişlemek için artar, birçok durumda, tipik öncü girdap etkisinden büyüktür. Bu metodun ilk sebebi birçok böcek tarafından kaçınılmaz zararlarla ve kanatın giyilmesinin yol açılmasının oluşturulduğu tekrarlı çırpışın çalıştırılabilmesidir. Bu yaygındır, fakat böcekler arasında çok küçük ve düşük deneyimli Reynold numaralarıdır. Bu mekanizma ayrıca denize ait yumuşakçalar Limacina helicina, deniz kelebeği tarafından çalışıyor
Temel denge
Sıvıdaki kanat hareketleri akışkanlar dinamiği tarafından deneyimlenir, bunu takip eden teamüller aerodinamikte bulunur, kuvvet bileşkeleri akış alan uzaklığına diktir ve kaldırma olarak tanımlanır (L) ve kuvvet bileşkeleri sürtünme akışkanlığıyla ters yönlüdür. (D). Reynold numaraları bu arada düşünüldü, uygun kuvvet birimi 1/2(ρU2S), ρ burada sıvı yoğunluğudur, S kanat alanı ve U kanat süratidir. Ölçüsüz(boyutsuz) kuvvet kaldırma (CL) ve sürükleme (CD) katsayıları olarak adlandırılır, bu şu demek:
CL ve CD sadece akış düzenli ise sabittir. Objelerin özel sınıfları mesela kanat profili sıvı boyunca saldırılar küçük açılarla parçalara ayrılırsa sabit duruma ulaşabilir. Bu durumda, kanat profili resim penetrasyon sınır şartlarının potansiyel akışla yatıştırılması aracılığıyla etrafında vizkos olmayan akış yaklaştırılabilir. Kutta-Joukowski teoremi ile kanadın 2D de daha öteye gidişi farz edilir ve bu şöyle belirtilir akış keskin kenarları pürüzsüzce akar ve bu kanat profili etrafındaki toplam dönmeyi tanımlar. Bu kaldırma Bernoulli ilkesi (Blasius teoremi) ne karşılık gelmektedir:
Kuşların ve böceklerin etrafındaki akış sıkıştırılamaz olarak düşünülür: Mach sayısı veya havada hareket ederken hız, tipik olarak 1/300 dür ve kanat frekansları yaklaşık olarak 10–103 Hz dir. Temel denklem olarak Navier-Stokes denklemleri kullanılır, kaymaz sınır şartları bulunur, denklem şudur:
U(x, t) ın bulunduğu bölge akış alanıdır, p basınç, ρ sıvı yoğunluğudur, ν ise kinematik akmazlıktır, ubd ise sınırların hızıdır ve us ise katıların hızıdır. Uzunluk ölçeği seçilerek, L ve hız ölçeği, U, denklemler reynold numaralarını içeren boyutsuz formda açıklanabilirler. Re=UL/ν . Böcek kanatları ve kanat profili arasında iki temel farklılık vardır: Böcek kanadı daha küçüktür ve çırpılabilir. Yusufçukların kullanımları örnek olabilir, kanat genişlikleri (c) yaklaşık 1 cm, kanat uzunlukları (l) yaklaiık 4 cm ve kanat frekansları yaklaşık 40 Hz dir. Uç hızları (u) yaklaşık olarak 1 m/s dir ve reynolds numaralarına karşılık gelir, Re=uc/ν yaklaşık103. Sonuna küçülerek gider, a Chalcid yabanarısı yaklaşık 0,5–0,7 mm kanat uzunluğuna sahiptir ve kanat vuruşları yaklaşık 400 Hz dir. Reynold numaraları yaklaşık 25 tir tir. Reynold numaraları dizisi böcek uçuşları için hemen hemen 10 ila 104 arasındadır, bu iki sınırın teori için dönüşümüdür: yüzen bakteriler aracılığıyla kanat profili boyunca sürtünmesiz sabit akış ve vuruş akışı deneyimlenir. Bu yüzden, bu ortalama dizi tam olarak anlaşılamamıştır. Diğer yandan, bu belki de bizim gördüğümüz şeyler arasında en fazla her yerde birden bulunabilecek bir rejimdir Düşen yapraklar ve tohumlar, balıklar ve kuşlar hepsi düzenli olmayan akışta tesadiftür tıpkı böceklerde görüldüğü gibi.
Reynold numaralarına ek olarak, en az iki diğer ilgili boyutsuz parametre vardır. Kanat üç hız ölçeğine sahiptir: vücuda göre çırpma hızı (u), vücudun ön hızı (U0), ortalama düşüş hızı (Ωc). Bunların oranları iki çeşit boyutsuz da oluşur,U0/u ve Ωc/u, önceki genellikle gelişmiş oran olarak tasvir edilir ve bu ayrıca azaltılmış frekansla ilgilidir, fc/U0.
Böcek kanatları sert ise, örneğin, Drosophila kanadı yakındır böylece, bunun hareketleri sabitlenmiş vücutla ilgilidir ve üç çeşitle tanımlanabilir: küresel koordinat sisteminin uç konumları, (Θ(t),Φ(t)) ve yükselme açısı ψ(t), eksen bağlanımı kök ve uçtur. Aerodinamik kuvveti tahmin edebilmek için pala elementi analizinden yola çıkılır, hücum açısını tanımlamak için bu ayrıca gereklidir (α). Tipik hücum açısı 70% kanat genişliği sıralaması süzülen böceklerde 25°den 45° dir. (sinekkuşunda 15°). Verinin varlığı birçok böcekte uygun olmasına rağmen, oranla daha az deney çarpış sırasındaki vuruş oranını rapor etmiştir. They include wind tunnel experiments of a tethered locust and a tethered fly, and free hovering flight of a fruit fly.
Çünkü bunlar nispeten kolay ölçülebilir, kanat ucu yörüngeleri daha sıklıkla rapor edildi. Örneğin, seçilen tek uçuş ardışıklığı ağırlığı sağlayabilmek için yeterli kaldırma üretilir, bu şunu gösterir ki kanat ucueliptic bir şekil izler. Çapraz olmayan şekiller diğer böcekler tarafından ayrıca rapor edilmiş. Kesin şekilleri önemsizdir, takılan aşağı doğru hareket şunu gösteriyor böcekler ağırlıklarına destek için kullanılan kaldırmaya ek olarak aerodinamik sürtünme kullanabilir.
Havada durabilme
Wing beats | |
---|---|
Honeybee | 250 beats/s |
Housefly | 190 beats/s |
Bumblebee | 130 beats/s |
Syrphid hoverfly | 120 beats/s |
Hornet | 100 beats/s |
Horsefly | 96 beats/s |
Hummingbird hawkmoth | 85 beats/s |
Aeschnid dragonfly | 38 beats/s |
Scorpion fly | 28 beats/s |
Damselfly | 16 beats/s |
Large white butterfly | 12 beats/s |
Wing speed | |
---|---|
Aeschnid dragonfly | 15.6 mph |
Hornet | 12.8 mph |
Hummingbird moth | 11.1 mph |
Horsefly | 8.8 mph |
Syrphid hoverfly | 7.8 mph |
Bumblebee | 6.4 mph |
Honeybee | 5.7 mph |
Housefly | 4.4 mph |
Damselfly | 3.3 mph |
Scorpion fly | 1.1 mph |
Birçok böcekler havada durabilir veya havada bir noktada durabilirler, kanatlarını ani olarak vurarak bunu yapabilirler. Bunu yapabilme yeteneği, karşın, bu komplekstir; yerçekimi kuvvetine karşı gelebilmek için gerekli kaldırma kuvvete ulaşmak ve iki taraflı sabitliğin kullanılması gereklidir. Kaldırma kuvveti kanatların aşağı vuruşula oluşur. Hava ile çevrelenmiş bir bölgede kanatlar aşağı doğru itilmiştir, sonuç olarak havanın kanatlar üzerindeki reaksiyon kuvveti böcekler de yukarı doğrudur. Birçok böceğin kanatları gelişmiştir ve sonuç olarak yukarı doğru kanatlarını vurduğu sırada kanatların daki kuvvet küçük olur.Ölçümün ilk vuruş kuvveti ve dengesiz vuruş kuvvetinden dolayı böcekler sırasıyla aşağı yukarı, böcek salınımı ve kanat yukarı pozisyonunda sabit olarak dururlar.
Kanat vuruşları böcek düşüşleri arasındaki uzaklık ani kanat vuruşlarına bağlıdır. Düşük bir oranla kanat vuruşları olursa, kaldırma kuvvetinin artık sıfır olduğu zaman aralığında ve sonuç olarak böcek düşüşleri eğer kanatlarını daha hızlı çarparlarsa daha uzağa olur. Böcekler verilen genlik stabilizelerine devam etmek için kanat çarpış frekansları gereken bir işlem yapılabilir. Hesaplamaları basitleştirmek için, bir farz ediliş vardır bu şudur kanatlar aşağı doğru giderken kaldırma kuvveti sonlu sabit bir değerdir, yukarı doğru giderken ise sıfırdır. Yukarı kanat vuruşları zaman aralığı sırasında, yerçekiminin etkisiyle h uzaklığı kadar aşağı düşer.
Yukarı vuruşun onarımından sonra böcekler kendi duruşuna döner. Tipik olarak, 0,1 mm den fazla olmayan böcek değişimleri dikey pozisyonlarda gereklidir (örneğin, h=0,1 mm).Serbest düşmedeki maksimum izin verilen zaman
Süreç sırasında kanatların yukarı hareket ve aşağı hareketleri hemen hemen eşittir, dönem T yukarı aşağı kanat hareketi iki kere tekrarlandığında tamamlanır Δr, bu şudur ,
Vuruşların frekansı, f, anlamı saniyedeki kanat vuruşudur, denklem şu şekilde gösterilir :
Örneklerde frekanslar 110 vuruş/s olarak kullanıldı, bu böceklerde bulunan tipik frekanstır. Kelebekler çok daha yavaş frekansa sahiptirler yaklaşık 10 vuruş/s kadar ve bunun anlamı onlar havada duramazlar. Diğer böcekler 1000 vuruş/s kadar frekans üretebilirler. Böcekleri eski haline getirmek için yani dikey pozisyonlarına getirmek için, aşağı vuruş sırasında, ortalama kuvvet, ortalama yukarı gücü böceklerin ağırlığının yaklaşık iki katı olmalıdır. Ve burası önemli çünkü böceğin üstüne uygulanan yarı zamanlıdır, ortalama yukarı kuvvet kütlesiyle basitleştirilmiştir.
Güç girişi
Havada duruş için, gerekli olan gücü şimdi hesaplanabilir, böceklerin kütleleri 0,1 g tekrar düşünülerek, ortalama kuvvet, ortalama kuvvet, aşağı vuruş sırasında kanatlar tarafından uygulanır ve ağırlığın iki katı kadardır. Çünkü kanatlar tarafından uygulanan basınç, kanadın tüm yüzeyi üzerinde eşit bir biçimde dağılmış durumdadır, bunun anlamı her kanattaki yalnız bir noktanın kanadın orta noktasındayken üretilen kuvvet olduğunu farz edelim. Aşağı vuruş sırasında, kanatların merkezi dikey uzaklıkta d her iki yönde hareket eder. Böcekler tarafından her aşağı vuruştaki kuvvetin ve uzaklığını çarpımı toplam işi verir; bu şudur,
Eğer kanatlar her vuruşta 70° ile sallanırsa, n-bu durum şunu gösteriyor 1 cm uzunluğunda kanadı olan ve uzaklığı 0.57 cm olan böcekler içindir. Sonuç olarak her vuruşta iki kanat aracılığıyla iş yapılır :
Sonra, enerji başka bir yere gitmek zorundadır; burada, kullanılan örnekte, böceğin kütlesi her aşağı vuruşta 0.1 mm artar. Enerji E bu durum için gereklidir:
Bu toplam enerjinin önemsiz açık bir biçimde kullanılan kesir, enerjinin çoğu işlemde harcanmıştır. Problemin daha detaylı analizi şunu gösteriyor, öncelikle kanatlar aracılığıyla yapılan iş öncelikle havadaki kinetik enerjiye dönüşüyor ve bu kanatların aşağı yönlü vuruşları ile ivmeleniyor. Güç bir saniyede yapılan işin miktarıdır; böceklerdeki kullanılışı örnekteki, gibidir, saniyede 110 aşağı yönlü vuruş yapar. Sonuç olarak, güç verimi P, saniyedeki vuruş ve bunun anlamı onun güç verimi P :
Güç çıkışı
Gücün hesaplanmasında havada duruşu kullanılır, örnekler de hareket eden kanadın kinetik enerjisi önemsiz kabul edilir. Böceklerin kanatları, onlar kadar hafiftir, sonlu kütleye sahiptirler; sonuç olarak, hareket ederlerken bir kinetik enerjiye sahiptirler. Çünkü kanatlar dönme hareketi yaparlar, her vuruş sırasındaki maksimum kinetik enerji :
Burada I kanatların eylemsizlik döngüsüdür ve maksimum açısal hız ise kanat vuruşları sırasındaki maksimum açısal hızıdır. Kanatların eylemsizlik döngüsünü elde etmek için, biz farz ederiz ki kanatlar dönel çubukların birinin sonuna konulması aracılığıyla. Kanatların eylemsizlik döngüsü şudur :
l kanatların uzunluğu ve (1 cm) m ise iki kanadın ağırlığıdır, bu tipik olarak 10−3 g. Maksimum açısal hız, ωmax, maksimum hız dan kanadın merkezine νmax hesaplandı.
Her vuruş sırasında kanatların merkezi ortalama doğrusal bir hızla νav, merkezdeki kanatların ayrılmasıyla d uzaklık ile, Δt zaman aralığındaki kanat vuruşları ile hareket eder. Bizim eski örneğimizden, d=0.57 cm ve Δt=4,5×10−3 saniye. Sonuç olarak:
Kanat çırpışların başında ve sonunda kanatların hızı sıfırdır, bunun anlamı maksimum doğrusal hız ortalama hızdan fazladır. Eğer hızın kanat yolu boyunca sinüzoidal bir şekilde çeşitlendiğini farz edersek, maksimum hız ortalama hızın iki katı kadar fazladır. Böylece, maksimum açısal hız şudur :
Ve sonuç olarak kinetik enerji budur:
Çünkü iki kanat çırpışı vardır (yukarı yönlü ve aşağı yönlü) kanat hareketinin her devrinde, kinetik enerji 2×43=86 erg. Bu hemen hemen havada dururken tüketilen enerji miktarı kadardır.
Esneklik
Böcekler kinetik enerji kazanır, ivmelenme olurken kaslar aracılığıyla sağlanır. Kanatlar vuruşun sonlarında azalarak ivmelenmeye başladığında, bu enerji dağılmak zorundadır. Aşağı vuruş sırasında, kaslar aracılığıyla kinetik enerji dağılır ve bu ısıya döner (bu sıcaklık bazen vücudunun öz sıcaklığını korumasında kullanılır). Bazı böcekler kanatların yukarı hareketine yardım sağlamak için kinetik enerjiden fayda sağlayabilirler. Kanatlar böceklerin eklemleridir ve elastik ped ile protein gibi kauçuk içerir buna resilin denir. Kanatların yukarı vuruşu sırasında, resilin gerilir. Kanatlardaki kinetik enerji gerilen resilinde potansiyel enerjiye dönüşür ve bu yay gibi enerji depolar. Kanatlar aşağı doğru giderken, enerji bırakılır ve bu aşağı yönlü çırpışa yardım sağlar.
Çok az basitleştirilmiş varsayım kullanarak, gerilmiş resilindeki depo edilen enerji miktarını hesaplayabiliriz. Resilin karşık şeklin içerisinde bükülmüş bir şekilde olmasına rağmen, örnekte verildiği gibi hesaplamalar düz çubuğun alanı ve uzunluğudur. Buna ek olarak, farz edelim ki resilinin gerilimi boyunca Hooke yasasına uyar. Bu tam olarak doğru değildir çünkü resilin düşünebilir miktarda gerilir ve sonuç olarak hem alan hem Young modülü gerilme işleminde değişir. Enerji E resilin de depolanır:
Resilin için Y Young modülüdür, bu 1,8×107 dyn/cm2 olarak ölçüldü. Tipik olarak, böceklerin içinden arıların büyüklüğünde resilin hacmi silindir ile eşit 2×10−2 cm uzunluğunda ve 4×10−4 cm² alanındadır. Bu örnekte verilmiştir, resilin çubuğunun gerilince uzunluğu %50 oranında artar. Bu şu demek, Δℓ yani uzunluk 10−2 cm.Sonuç olarak, bu durumda her bir kanatta resilin de enerji depo edilir :
İki kanatta depolanan enerji 36 erg dir, bu yukarı vuruşlu kanatların kinetik enerjisiyle karşılaştırılabilir. Deneyler gösteriyor ki kanatlardaki kinetik enerjinin 80% i kadarı resilin de depo ediliyor.
Kanat çiftleri
Bazı dört kanatlı böcek türlerinde, örneğin Lepidoptera, geniş alanda çeşitli morfolojil iki kanatlı mekanizmasında gelişimini tamamlamış olarak gelişti bu taksonları fonksiyon olarak "iki kanatlı”sunar. Hepsi, fakat çoğu temel formdaki, iki kanatlı olarak bulunur.:4266
Mekanizmalar üç farklı tipte oluşur - jugal, frenulo-retinacular ve amplexiform.
Genellikle ilkel gruplar genişlemiş temel arka planın yan alanı gibi lop a sahiptirler örneğin ön kanatların temeli jugum olarak adlandırılır bu uçarken arka kanatların altını kıvırır.
Diğer gruplar arka kanatların üstünde fenuluma sahiptir ve bu ön kanatların altında retinakülüm asılıdır.
Kelebeklerde (hesperiid lerin bir tür erkeği hariç) ve Bombycoidealerde (Sphingidae lar hariç), kanat çiftlerinde frenulumun ve retinakülümün bir sırası yoktur. Yerine, arka kanatların genişlemiş omuz alanı ön kanatlar aracılığıyla genişçe üst üste gelir. Özel mekanik bağlantı kaybı yerine, kanatlar aşama aşama üst üste düzenlenir. Ön kanatların güç vuruşu, ön kanatları uyumlu bir şekilde aşağı doğru iter. Bu tip çiftler frenate tipi çeşitliliktir fakat burada frenulum ve retinakülüm tamamen kaybolur.
Biyokimya
Böcek uçuşlarında biyokimya kayda değer çalışmalara odaklanmışlardır. Birçok böcek karbonhidrat ve yağı uçuşta enerji kaynağı olarak kullanırken, birçok kın kanatlı ve sinekler enerji kaynağı olarak amino asit kullanırlar. Bazı türler iki türüde kullanırlar ve arı benzeri kelebekler mesela manduca sexta ısınma hareketi olarak ön uçuşta karbonhidrat kullanırlar.
Kanat vuruşları bir saniyede 100 kereden az olan böcekler senkronize kaslarını kullanırlar. Senkronize kaslar bir kas tipidir ve bu her sinir sinyali için bir sözleşme gibidir, bu hızlı uçuşlar için çok verimlidir. Kanat vuruşları çok hızlı olan böcekler mesela bombus eş zamanlı olmayan kaslarını kullanırlar; bu kas türü bir sinir sinyalinden fazlası için olan bir sözleşme gibidir. Bu kaslar anlaşma için tarafından tekrar uyarılması ve kaslardaki gerilimin bırakılması aracılığıyla başarıya ulaşmıştır, bu basit tek başına uyarılma olayından daha hızlı gerçekleşir.
Gelişim ve Adaptasyon
Karbonifer periyodunda bazı zamanlar, 350 milyon yıl önce ve bu zamanlarda sadece iki ana kütle bulunurdu, böcekler uçmaya başladı. Nasıl veya niçin böcek kanatları gelişmedi anlaşılamadı, alt karbonifer gelişimleri periyodunda büyük ölçüde uygun fosillerin kıtlığından dolayı büyük ölçüdedir. Böcek uçuşları kökeninde üç temel teori şunlar kanatlar paranotal loblardan gelişmiştir, toraks terganın gelişimi; bunlar taşınabilir karın modifikasyonlarıdır, suda yaşayan mayıs sineğinin nimfolarında bulunurlar veya toraks çıkıntılarından radyatörler kullanılarak gelişirler.
Paranotal hipotezleri
Paranotal hipotezler şunları öne sürüyor böceklerin kanatları paranotal loblardan gelişti, adaptasyon öncesi bulunan böcek fosilleri şuna inandırıyor sekerken veya düşerken dengede tutulmak için destekte bulunuldu. Bu hipotezin ayrıcalığı çoğu böceğin eğilimidir, kolları tırmanırken ürkmek, zemine düşüşten kaçmak için. Bu tür loblar paraşüt olarak hizmet verdi ve böceklerin zemine yumuşak bir şekilde inmesine olanak sağladı. Teori şunu öneriyor bu loblar yavaş yavaş büyüyor ve daha sonraki aşamalarda göğüs kafesine ortak olacaktır. Hatta daha sonra bu ham kanatları hareket ettirmek için yeni kaslar belirecek. Bu model şunu gösteriyor kanatlardaki verimlilik kademeli olarak artacaktır, paraşütle başlayarak, sonra süzülerek gitme ve en son olarak uçuş aktif olacaktır. Hala, kanatların gelişimindeki fosil kanıtlarının temel eksikliğindeki eklemler ve kaslar bu teori için büyük sorun ortaya çıkartıyor, eklemliliğin ve damar düzeninin gelişimindeki anlık değişimler olarak görünüyor ve uzmanlar tarafından bu alanda bu durum reddediliyor.
Epicoxal hipotezleri
Bazı entomolojistler şunu gösteriyor böcek kanatlarında muhtemel kökende su böceklerinde taşınabilir karın solungaçları bulundu, nimfa ve mayıs sineği örnek gösterilebilir. Bu teoriye göre bunlar soluk borusu solungaçları, onların yolları solunum sistemlerinin ve daha sonra düzenlenen hareket ettirici amaçlar ile var oluyor, sonunda kanatlarının içinin gelişimi için. Trakea solungaçları kanatçıklar ile donanımlıdır ve bunlar sürekli olarak titreşir ve küçük doğrusal kaslara sahiptirler.
Endite-exite hipotezleri
Bu hipotez belki de en güçlü kanıta sahip hipotez ve şöyle diyor endites ve exites hangi adaptosyondan kaynaklanıyor, temel eklem bacaklılar arasında sırasıyla içerideki ve dışarıdaki uzantılardır. Trueman temel alınarak Goldschmidt aracılığıyla 1945'te Drosophila melanogaster üzerinde geliştirildi, in which a pod variation displayed a mutation transforming normal wings to what was interpreted as a triple-jointed leg arrangement with some additional appendages but lacking the tarsus, kanatların kostal yüzeyi normal olarak olabilir. Bu mutasyon sırt exite ve endite füzyonu için kuvvetli bir kanıt olarak tekrar yorumlanmıştı, bacaktan ziyade, uzantı ayarlaması ile daha iyi bir hipotez olmuştur. İnnervasyon, eklem ve kas kanatların gelişiminde gerekli ve zaten podomoreste vardır.
Diğer Hipotezler
Geçmişte öneriler yapıldı, kanatlar başlangıçta suyun yüzeyinde hareket için bazı taş sineklerinde görüldüğü gibi. Alternatif fikir ise, havada kayışı yönlendirmek için— bazı kanatsız böcekler de yarı uçuş olayı bulundu, kanatlı böcekler için kanatsız takson kız kardeşi.
Ayrıca bakınız
- Insect wing
- Unmanned aerial vehicles
- Insect migration
- Bird flight
- Flying and gliding animals
Notlar
- ^ a b c Chapman, A. D. (2006). Numbers of living species in Australia and the World. Canberra: . ss. 60pp. ISBN . 9 Haziran 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Nisan 2016. Kaynak hatası: Geçersiz
<ref>
etiketi: "Chapman" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: ) - ^ a b c d e f g h i j Wang, Z. Jane (2005). "DISSECTING INSECT FLIGHT" (PDF). Annual Review of Fluid Mechanics. Cilt 37. Annual Reviews. ss. 183-210. Bibcode:2005AnRFM..37..183W. doi:10.1146/annurev.fluid.36.050802.121940. 16 Ocak 2014 tarihinde kaynağından (pdf) arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Nisan 2016. Kaynak hatası: Geçersiz
<ref>
etiketi: "physics" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: ) - ^ a b c d e Sane, Sanjay P. (2003). "The aerodynamics of insect flight" (PDF). The Journal of Experimental Biology. 206 (23). ss. 4191-4208. doi:10.1242/jeb.00663. (PMID) 14581590. 9 Temmuz 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Nisan 2016. Kaynak hatası: Geçersiz
<ref>
etiketi: "aerodynamics" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: ) - ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u Davidovits, Paul (2008). Physics in Biology and Medicine. Academic Press. ss. 78-79. ISBN . 1 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Nisan 2016. Kaynak hatası: Geçersiz
<ref>
etiketi: "Paul 08" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: ) - ^ "Catching the Wake". Scientific American. 28 Haziran 1999. 18 Ekim 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 31 Mart 2011.
- ^ Weisberger, Mindy (19 Şubat 2016). "Swim Like a Butterfly? Sea Snail 'Flies' Through Water". Scientific American. 31 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Şubat 2016.
- ^ Murphy, D., Adhikari, D., Webster, D., and Yen, J. (2016). "Underwater flight by the planktonic sea butterfly". Journal of Experimental Biology. Cilt 219. ss. 535-543.
- ^ a b "Insect Wings in General". Aerodynamics of Insects. Cislunar Aerospace. 1997. 24 Mart 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Mart 2011. Kaynak hatası: Geçersiz
<ref>
etiketi: "aerospace" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: ) - ^ a b Stocks, Ian.(2008).
- ^ Scoble (1995) Subsec.
- ^ a b Powell, Jerry A. Ch. Lepidoptera (pp. 631-664) in Resh, & Cardé (Eds).
- ^ Dudley, Robert. (2002).
- ^ Gorb, S. (2001) Ch 4.1.5 "Inter-locking of body parts".
- ^ Joos, B. (1987). "Carbohydrate use in the flight muscles of Manduca sexta during pre-flight warm-up". Journal of Experimental Biology. Cilt 133. ss. 317-327.
- ^ "Definition of Asynchronous muscle in the Entomologists' glossary". Department of Entomology, North Carolina State University. 13 Kasım 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Mart 2011.
- ^ a b c Grimaldi, 1David; Engel, Michael S. (2005). Evolution of the Insects. New York, NY: Cambridge University Press.
- ^ Trueman JWH (1990), Comment: evolution of insect wings: a limb exite plus endite model Canadian Journal of Zoology
- ^ Thomas, Adrian L. R.; Norberg, R. Åke (1996). "Skimming the surface — the origin of flight in insects?". Trends in Ecology & Evolution. 11 (5). ss. 187-188. doi:10.1016/0169-5347(96)30022-0.
- ^ Yanoviak, SP; Kaspari, M; Dudley, R (2009). "Gliding hexapods and the origins of insect aerial behaviour". Biol Lett. 5 (4). ss. 510-2. doi:10.1098/rsbl.2009.0029. (PMC) 2781901 $2. (PMID) 19324632.
Kaynakçalar
- Camper, M.A., "An Insect’s Role in the Development of Micro Air Vehicles," Colorado State University, 2003.
- Chapman, R.F. (1998) The Insects : Structure and Function. 4th Edition. Cambridge University Press.
- Dickinson, MH; Lehmann, FO; Sane, SP (1999). "Wing rotation and the aerodynamic basis of insect flight". Science. 284 (5422). ss. 1954-60. doi:10.1126/science.284.5422.1954. (PMID) 10373107.
- Ellington, Charles P.; Van Den Berg, Coen; Willmott, Alexander P.; Thomas, Adrian L. R. (1996). "Leading-edge vortices in insect flight". Nature. 384 (6610). ss. 626-630. Bibcode:1996Natur.384..626E. doi:10.1038/384626a0.
- Ellington, C. P. (1984). "The Aerodynamics of Hovering Insect Flight. I. The Quasi-Steady Analysis". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 305 (1122). ss. 1-15. Bibcode:1984RSPTB.305....1E. doi:10.1098/rstb.1984.0049.
- Ellington, CP (1999). "The novel aerodynamics of insect flight: Applications to micro-air vehicles" (PDF). The Journal of Experimental Biology. 202 (Pt 23). ss. 3439-48. (PMID) 10562527. 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2016.
- Grasmeyer, J.M. and Keennon, M.T., "Development of the Black Widow Micro Air Vehicle," AIAA Paper No. 2001-0127, 2001.
- Haj-Hariri, H., "Unsteady Aerodynamics of Flapping Wings," University of Virginia, 2001.
- Lewin, G. C.; Haj-Hariri, H. (2003). "Modelling thrust generation of a two-dimensional heaving airfoil in a viscous flow". Journal of Fluid Mechanics. Cilt 492. ss. 339-362. Bibcode:2003JFM...492..339L. doi:10.1017/S0022112003005743.
- Lighthill, M. J. (2006). "On the Weis-Fogh mechanism of lift generation". Journal of Fluid Mechanics. Cilt 60. s. 1. Bibcode:1973JFM....60....1L. doi:10.1017/S0022112073000017.
- Platzer, Max F., Department Chairman, "Aerodynamics and Aeroelasticity: Flapping-Wing Propulsion." Last revised 2005, Retrieved 1 November 2005, from
- Polhamus, E.C., "A Concept of the Vortex Lift of Sharp-Edge Delta Wings Based on a Leading-Edge-Suction Analogy," Langley Research Center, 1966.
- Pringle, J.W.S., "Insect flight," Oxford Biology Readers, Vol. 52, 1975.
- Sane, SP (2003). "The aerodynamics of insect flight". The Journal of Experimental Biology. 206 (Pt 23). ss. 4191-208. doi:10.1242/jeb.00663. (PMID) 14581590.
- Savage, S.B.; Newman, B.G.; Wong, D.T.M. (1979). "The role of vortices and unsteady effects during the hovering flight of dragon flies" (PDF). The Journal of Experimental Biology. 83 (1). ss. 59-77. 8 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2016.
- Smyth, T., Jr. 1985. Muscle systems, pp. 227–286. In M.S. Blum [ed.], Fundamentals of insect physiology. John Wiley and Sons, New York.
- Sotavalta, O (1953). "Recordings of high wing-stroke and thoracic vibration frequency in some midges". Biol. Bull. Woods Hole. Cilt 104. ss. 439-444. doi:10.2307/1538496.
- Van Den Berg, C.; Ellington, C. P. (1997). "The vortex wake of a 'hovering' model hawkmoth". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 352 (1351). ss. 317-328. doi:10.1098/rstb.1997.0023. (PMC) 1691928 $2.
- Walker, J.A. (Eylül 2002). "Rotational lift: something difference or more of the same?" (PDF). The Journal of Experimental Biology. 205 (Pt 24). ss. 3783-3792. (PMID) 12432002. 8 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2016.
- Walker, P.B., "Growth of circulation about a wing and an apparatus for measuring fluid motion," Reports and Mem., Aeronaut. Res. Com. no. 1402, 1931.
- Zbikowski, R. (2002). "On aerodynamic modelling of an insect-like flapping wing in hover for micro air vehicles". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 360 (1791). ss. 273-290. Bibcode:2002RSPTA.360..273Z. doi:10.1098/rsta.2001.0930.
Dış bağlantılar
- An Insect’s Role In The Development Of Micro Air Vehicles
- Insect-like Flapping-Wing Micro Air Vehicles 4 Ocak 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- The Novel Aerodynamics Of Insect Flight: Applications To Micro-Air Vehicles 4 Mart 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- The aerodynamics of insect flight 9 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- Flight muscles22 Ağustos 2004 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- Flow visualization of butterfly aerodynamic mechanisms
- The Flight Of The Bumblebee 4 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- Insect Flight4 Mart 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- T. J. Dean (1 Mayıs 2003). "Chapter 1 — Fastest Flyer". Book of Insect Records. University of Florida. 21 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Nisan 2016.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bu madde Vikipedi bicem el kitabina uygun degildir Maddeyi Vikipedi standartlarina uygun bicimde duzenleyerek Vikipedi ye katkida bulunabilirsiniz Gerekli duzenleme yapilmadan bu sablon kaldirilmamalidir Mayis 2016 Bocekler omurgasizlarin tek grubudur ve bu grubun kanatlari ve ucus ozellikleri gelismistir Iki bocek grubu kiz bocekleri ve mayis sinegi kanatlarina eklenmis ucus kaslarina sahiptirler Diger boceklerde ise kaslar gogus kismina eklenmistir bocalamaya ve indirekt olarak kanatlari vurmaya sebep olmaktadir Bazi cok kucuk bocekler aerodinamiklerini kararli durumda tutamazlar fakat Weis Fogh hafifce vurusu ve firlama mekanizmasindan uretilen yuksek kaldirma kuvveti kanatlarin yirtilmasina hirpalanmasina sebep oluyor Bircok bocek havada durabilir devamli yukseklikte ve konum kontolu ile Bazi bocekler guve gibi arka kanatlarinin uyumu icin on kanat ciftlerine sahiptir Zumrut tau Hemicordulia tau yusufcuk kanatlarina eklenmis ucus kaslarina sahiptir Boceklerin ilk ucusu karbonifer olarak bilinen jeolojik zaman diliminde gerceklesmistir yaklasik 350 milyon yil onceye denk gelmektedir Kanatlar yanlardaki uzuvlarina ek olarak gelismistir diger amaclari icin zaten sinirlere eklemlere ve kaslara sahiplerdir Bunlar baslangicta belki de denize acilma icin kullaniliyordu veya suzulurken inis hizini azaltmak icin kullaniliyordu MekanizmaDirekt Ucus Direkt ucus Kaslar kanatlara eklenmistir Sadece buyuk bocekler icinIlkin bocekleri kiz bocekleri Avustralya imparatorlugu yusufcugu gibi direkt ucus kas sistemine sahiptir Diger boceklerin aksine ozel kiz boceklerinin yusufcuk ve kucuk kiz bocegi kanat kaslari geleneksel duzende bir tur ilkin bocekleri olarak tanimlanir temel olan kanatlarina uzerine direkt eklenir asagi dogru kucuk hareketler icin olan bu kanatlar hareketlidir yani acilir kapanirdir yukari kaldiran kanatlarda kendi kendine yukari dogrudur havada kurek cekmeye cok benzer yusufcuklar ve kucuk kiz bocekleri benzer sekilde ve buyuklukte on ve arka kanatlara sahiptirler ve bagimsiz olarak calisirlar bu onlara iyi kontrol derecesi ve yonlerini ve hizlarini degistirmeleriyle birlikte hareketlilik acisindan tutarsizlik verir ve diger ucusan bocekler gorulmez Tabii ki bu surpriz degildir verilen kiz boceklerinin tamami hava yirticidir ve daima diger hava yirtici bocekleri avlarlar Indirekt ucus Endirekt ucus bircok bocekte gogus kafesi salinimini kaslar yapar Gelismis bocekler kelebekler dahil ve diger bocekler cogunlukla endirekt ucus kas sistemlerine sahiptirler Direkt ucus kaslarina ek olarak iki duzenleri vardir diger tum yasayan kanatli bocekler ucarken farkli mekanizmalar kullanirlar endirekt ucus kaslari da dahil Bu mekanizma bir zamanlar gelisime ugramistir ve bu bir ozellik olarak tanimlanir biyolojik siniflamada gelismis bocekler sinifina girer bu suna karsilik olarak gelir muhtemelen tesadufen degildir kanat katlama mekanizmasinin gorunusu ile birlikte bu gelismis boceklere dinlenirken kanatlarinin karinlarina dogru cekilmesine izin verir bu yetenege karsin ikincil bazi gruplarda olmayan bir ozelliktir mesela kelebeklerde Iki fonksiyonal kanat ciftleriyle beraber yuksek gruptalardir bu ciftler bircok yolla mekanik olarak birliktedirler ve bu bircok ilkel grup icin yanlis olmasina ragmen fonksiyolanlar tek kanat olarak bulunurlar Ayrica gelismis bocekler arasindan istisnalar vardir hayalet guveler kanatlarin ciftlerini acabilirler ve bagimsiz olarak hareket edebilirler yusufcuklar gibi uzerlerinde ucabilirler Tum yusufcuklar ne paylasirsa fakat karinlarindaki kaslarin calismasinin bir yoludur bu kaslar kanatlarin eklenmesinden ziyade karin bolgesine eklenmesi ve deforme olmasidir cunku kanatlar torasik dis iskeletin genislemesi karin bolgesinin deformasyonu kanatlarin hareketine de sebep olur Boyuna uzayan sirt kaslarinin olusumunda sirtttan karna olan baskisi kanatlari asagi cevirerek karnin arka yuzeyinin yukari yaylanmasina sebep olur Tergosternal kaslarin olusumunda gogus kisminin arka tarafi yine asagi dogru cekilir kanatlarin asagi cekilmesine sebep olur Bazi gruplarda tergosternal kaslar gevsediginde asagi vurus sadece karnin geri cekilmesinde basarilidir Bircok kucuk sklerite kanat temellerinde var ayrilmis kaslar eklenmisti ve bunlar kanat kontrolunun iyi olmasinda kullanilir ve bu yollar egimde bircok ayarlamaya ve kanat cirpis genisliklerine izin verir Son duzeltmelerden biri de sudur gelismis canlilarirn gorunusleri sinek ve zar kanatlilar kasli ve sinirsel sistemleri olan canlilara ornektir mademki bir sinir durtusu kas liflerinin bircok kasilmasina sebep olur bu kanat vurusu oranin artmasi icin frekansa izin verir ve bu sinir sistemlerine uyarinin gonderilmesine sebep olur Bu ozellestirilmis kaslarin formu belirlenmis asenkron ucus kasidir Tum etki bircok gelismis kanatlarin vurusu bocek direkt ucus kaslarindan hizlidir Aerodinamikleri Bocek ucuslarinin iki temel aerodinamik modeli vardir yaratilan oncu girdap Oncu Girdap Bircok bocek metot kullanarak helezonik ucus kenari girdabi yaratir Bu kanat cirpma hareketleri basit yarim cirpislar boyunca olur Asagi yonde yapilan inis baslar ve biter ve bu asagi dogru ve ileri dogru dalinir On cepheyi arka tarafa sabitlemek amaciyla kanatlar cabucak ters cevrilir Yukari vurus ayrica kanatlarin yukari ve arkaya itilmesidir Bunun uzerine kanatlar tekrar ters donmustur dolaylama ve asagi yonlu vurus olusur Boceklerde eszamanli frekans ucus kaslari genel olarak 5 ila 200 hertz Hz arasindadir Bunlarin icinde eszamanli olmayan kaslar da vardir bu durumda kanat vurus frekansi 1000 Hz Boceklerin suzulusu sirasinda iki vurus ayni sure icerisinde tamamlanir Kisa asagi yonlu vurus fakat itme akiskanlar mekanigini Temel kuvvetlerin tanimlanmasi bocek ucuslarinin anlamasinda hassas bir konudur Birinci deneme yari kararli kanat cirpislarinin tahmin edilmesi durumudur Bunun anlami hava herhangi bir zaman icerisinde kanatlarin uzerinde akar bunun ongorusu ile kanat cirpimi olmamasi kanatlarin sabit durma durumundaki acidaki akis ile aynidir Kanat cirpislari bircok hareketsiz konumda parcalara bolme yoluyla analiz edilebilir ve herhangi bir anda kanatlarin anlik kuvveti icin zaman cetveli yaratilabilir Bu hesaplanan kaldirma kuvveti uc kati kucuk bulundu boylece arastirmacilar bunun aerodinamik kuvvetini saglayan duzensiz bir olay oldugunu fark etmislerdir Onceki zamanlarda ortalama ucusun kanat cirpimina yakin olmasi icin bircok gelistirici cozum denenmistir Bazi arastirmacilar kuvvetin supinasyonda zirveye ulasacagini tahmin etmislerdir Sirke sinegi dinamik olarak pullanmistir bu kuvvet tahminleri daha sonra onaylanacaktir Diger tartismalar supinasyon ve pronasyonun sebep oldugu bilinmeyen rotasyonel etki sirasinda kuvvetin zirvede oldugunu soylemistir Bu rotasyonel etki temelde donusumsel olaylardan farklidir Bu yargiya karsi bazi zit yargilar var Hesaplamali akiskanlar mekanigi boyunca bazi arastirmacilar rotasyonal etki olmadigi konusunda tartisiyorlardi Bu arastirmacilar yuksek kuvvetin bir onceki carpistaki dokulmenin sebebi oldugunu iddia ediyorlardi Yukarida bahsedilen rotasyonal etkiye benzer olarak bu olay kanat cirpislarinin tam olarak anlasilamamasi ve uzerinde tam bir karar verilememesi ile ilgilidir Cunku butun modeller tahmin edilebilir farkli modellerde bu farzedilen etki haric tutulur Ornegin Wagner etkisi sunlari belirtiyor akmazliktan dolayi egimli kanatlar hareketsizlikten ivmelenir Bu olay kaldirma degeri ile aciklanabilir bu deger tahmin edilenden dusuktur Tipik olarak bu durumda havalanmanin eklenmesi ile kokenler bulundu Bu etkinin akiskanlikta Reynolds sayisi ile etkisiz oldugu cok onceden beri tartisiliyor bu tipik olarak bir bocek ucusudur Wagner etkisi etkisiz olarak degerlendirildi bilincli bir sekilde en azindan eski modelinde Olaylardan en onemlisi ise ucus sirasindaki on tarafin emis gucu ile olusur Bu kuvvet verimliligi hesaplamada cok onemlidir On kenar emis kavrami keskin kanatli delta kanatlarinda birinciyken girdap asansorunde dorduncuye konuldu Saldirilarin yuksek acilarda olanlarinda akis onde gelen kenarlarin ustunde ayrilir tekrar eklenme ise arka kenara ulasilmadan once gerceklesir Ayrilmis akislarin icindeki kabarciklar girdaplardir Hucumun saptirilmasi cok buyuk oldugu icin akisin icine dogru bircok momentum gonderilir Bu iki ozellik buyuk miktarda kaldirma kuvveti yaratir ve ayrica biraz da ekstra direnc saglar Bu onemli ozellik ancak kaldirmadir Cunku akis dagilmistir fakat hala buyuk miktarda kaldirma kuvveti saglar bu olay perdovites olarak adlandirilir Bu etki ucan boceklerin savrulusunda gozlemlendi ve bu it was proven to be capable of providing enough lift to account for the deficiency in the quasi steady state models Bu etki kanoda birlikte kurek cekmede kullanilir Kanat cirpmanin butun etkileri aerodinamik olaylarin uc temel kokeniyle azaltilabilir oncu girdap kanattaki denge durumu aerodinamik kuvvetleri ve kanatlarin onceki carpisin canlandirilmasindaki temastir Ucan boceklerin buyukluk araliklari yaklasik olarak 20 mikrogramdan 3 grama kadar Boceklerin vucut kutleleri artarken kanat alanlari genisler ve kanat vurus frekanslari azalir Buyuk bocekler icin Reynolds numaralari Re 10000 kadar buyuk olabilir Kucuk bocekler icin bu 10 kadar az olabilir Bunun anlami akmazlik etkileri kucuk bocekler icin cok onemlidir akisi tabakali olmasina ragmen hatta buyuk ucuslar icin Boceklerin vucudundaki diger ilginc ozellik ise vucut egilimidir Ucus hizi artarken bocek vucudu bas asagi o egilime yonelir ve daha cok yatay olur Bu on alanda azalma ve sonuc olarak vucut surtunmesine sebep olur Surtunmenin artmasi hizin artmasi ile artar ve bocekler verimlilik daha onemliymis gibi ucuslarini daha verimli kilarlar Ek olarak asagi yonlu vuruslu saldirilarin geometrik olarak acisal degisimleri araciligiyla mumkun oldugu kadar butun manevralari suresince ucuslarini maksimum verimlilikte tutarlar Genel itme kuvvetinin gelisimi kaldirma kuvvetiyle kiyaslandiginda oldukca kucuktur Kaldirma kuvveti bocegin agirligindan belki de uc kat fazladir ama itme kuvvetinin en yuksek hizi vucut agirliginin 20 sinden az hiza sahiptir Bu kuvvet kanat cirpis hareketinin yukari dogru daha kuvvetsiz olmasinin temelidir Kanat cirpisi ve savurusu Ucusun ikinci metodu ise cirpis ve savurus veya Weis Fogh mekanizmasi fonksiyonlar farklidir Bu islemde kucuk bocekler bulunur mesela trips ve chalcid esek arisi bocek vucudunun uzerinde kanatlar cirpilir ve daha sonra savurus yapilir Bocekler acik ucarlarken hava emilir ve her kanadin uzerinde girdap olusur Bu girdap siniri kanatlarin karsisina ilerler ve cirpis diger kanatlardaki girdabin olusmasinda rol oynar Bu etki sayesinde dongu ve boylece kaldirma buyuklugu genislemek icin artar bircok durumda tipik oncu girdap etkisinden buyuktur Bu metodun ilk sebebi bircok bocek tarafindan kacinilmaz zararlarla ve kanatin giyilmesinin yol acilmasinin olusturuldugu tekrarli cirpisin calistirilabilmesidir Bu yaygindir fakat bocekler arasinda cok kucuk ve dusuk deneyimli Reynold numaralaridir Bu mekanizma ayrica denize ait yumusakcalar Limacina helicina deniz kelebegi tarafindan calisiyor Temel denge Sividaki kanat hareketleri akiskanlar dinamigi tarafindan deneyimlenir bunu takip eden teamuller aerodinamikte bulunur kuvvet bileskeleri akis alan uzakligina diktir ve kaldirma olarak tanimlanir L ve kuvvet bileskeleri surtunme akiskanligiyla ters yonludur D Reynold numaralari bu arada dusunuldu uygun kuvvet birimi 1 2 rU2S r burada sivi yogunlugudur S kanat alani ve U kanat suratidir Olcusuz boyutsuz kuvvet kaldirma CL ve surukleme CD katsayilari olarak adlandirilir bu su demek CL a 2LrU2SandCD a 2DrU2S displaystyle C text L alpha frac 2L rho U 2 S quad text and quad C text D alpha frac 2D rho U 2 S CL ve CD sadece akis duzenli ise sabittir Objelerin ozel siniflari mesela kanat profili sivi boyunca saldirilar kucuk acilarla parcalara ayrilirsa sabit duruma ulasabilir Bu durumda kanat profili resim penetrasyon sinir sartlarinin potansiyel akisla yatistirilmasi araciligiyla etrafinda vizkos olmayan akis yaklastirilabilir Kutta Joukowski teoremi ile kanadin 2D de daha oteye gidisi farz edilir ve bu soyle belirtilir akis keskin kenarlari puruzsuzce akar ve bu kanat profili etrafindaki toplam donmeyi tanimlar Bu kaldirma Bernoulli ilkesi Blasius teoremi ne karsilik gelmektedir CL 2psin aandCD 0 displaystyle C text L 2 pi sin alpha quad text and quad C text D 0 Kuslarin ve boceklerin etrafindaki akis sikistirilamaz olarak dusunulur Mach sayisi veya havada hareket ederken hiz tipik olarak 1 300 dur ve kanat frekanslari yaklasik olarak 10 103 Hz dir Temel denklem olarak Navier Stokes denklemleri kullanilir kaymaz sinir sartlari bulunur denklem sudur u t u u pr v 2u u 0ubd us displaystyle begin aligned frac partial mathbf u partial t left mathbf u cdot nabla right mathbf u amp frac nabla p rho v nabla 2 mathbf u nabla cdot mathbf u amp 0 mathbf u text bd amp mathbf u text s end aligned U x t in bulundugu bolge akis alanidir p basinc r sivi yogunlugudur n ise kinematik akmazliktir ubd ise sinirlarin hizidir ve us ise katilarin hizidir Uzunluk olcegi secilerek L ve hiz olcegi U denklemler reynold numaralarini iceren boyutsuz formda aciklanabilirler Re UL n Bocek kanatlari ve kanat profili arasinda iki temel farklilik vardir Bocek kanadi daha kucuktur ve cirpilabilir Yusufcuklarin kullanimlari ornek olabilir kanat genislikleri c yaklasik 1 cm kanat uzunluklari l yaklaiik 4 cm ve kanat frekanslari yaklasik 40 Hz dir Uc hizlari u yaklasik olarak 1 m s dir ve reynolds numaralarina karsilik gelir Re uc n yaklasik103 Sonuna kuculerek gider a Chalcid yabanarisi yaklasik 0 5 0 7 mm kanat uzunluguna sahiptir ve kanat vuruslari yaklasik 400 Hz dir Reynold numaralari yaklasik 25 tir tir Reynold numaralari dizisi bocek ucuslari icin hemen hemen 10 ila 104 arasindadir bu iki sinirin teori icin donusumudur yuzen bakteriler araciligiyla kanat profili boyunca surtunmesiz sabit akis ve vurus akisi deneyimlenir Bu yuzden bu ortalama dizi tam olarak anlasilamamistir Diger yandan bu belki de bizim gordugumuz seyler arasinda en fazla her yerde birden bulunabilecek bir rejimdir Dusen yapraklar ve tohumlar baliklar ve kuslar hepsi duzenli olmayan akista tesadiftur tipki boceklerde goruldugu gibi Reynold numaralarina ek olarak en az iki diger ilgili boyutsuz parametre vardir Kanat uc hiz olcegine sahiptir vucuda gore cirpma hizi u vucudun on hizi U0 ortalama dusus hizi Wc Bunlarin oranlari iki cesit boyutsuz da olusur U0 u ve Wc u onceki genellikle gelismis oran olarak tasvir edilir ve bu ayrica azaltilmis frekansla ilgilidir fc U0 Bocek kanatlari sert ise ornegin Drosophila kanadi yakindir boylece bunun hareketleri sabitlenmis vucutla ilgilidir ve uc cesitle tanimlanabilir kuresel koordinat sisteminin uc konumlari 8 t F t ve yukselme acisi ps t eksen baglanimi kok ve uctur Aerodinamik kuvveti tahmin edebilmek icin pala elementi analizinden yola cikilir hucum acisini tanimlamak icin bu ayrica gereklidir a Tipik hucum acisi 70 kanat genisligi siralamasi suzulen boceklerde 25 den 45 dir sinekkusunda 15 Verinin varligi bircok bocekte uygun olmasina ragmen oranla daha az deney carpis sirasindaki vurus oranini rapor etmistir They include wind tunnel experiments of a tethered locust and a tethered fly and free hovering flight of a fruit fly Cunku bunlar nispeten kolay olculebilir kanat ucu yorungeleri daha siklikla rapor edildi Ornegin secilen tek ucus ardisikligi agirligi saglayabilmek icin yeterli kaldirma uretilir bu sunu gosterir ki kanat ucueliptic bir sekil izler Capraz olmayan sekiller diger bocekler tarafindan ayrica rapor edilmis Kesin sekilleri onemsizdir takilan asagi dogru hareket sunu gosteriyor bocekler agirliklarina destek icin kullanilan kaldirmaya ek olarak aerodinamik surtunme kullanabilir Havada durabilme Wing beatsHoneybee 250 beats sHousefly 190 beats sBumblebee 130 beats sSyrphid hoverfly 120 beats sHornet 100 beats sHorsefly 96 beats sHummingbird hawkmoth 85 beats sAeschnid dragonfly 38 beats sScorpion fly 28 beats sDamselfly 16 beats sLarge white butterfly 12 beats sWing speedAeschnid dragonfly 15 6 mphHornet 12 8 mphHummingbird moth 11 1 mphHorsefly 8 8 mphSyrphid hoverfly 7 8 mphBumblebee 6 4 mphHoneybee 5 7 mphHousefly 4 4 mphDamselfly 3 3 mphScorpion fly 1 1 mph Bircok bocekler havada durabilir veya havada bir noktada durabilirler kanatlarini ani olarak vurarak bunu yapabilirler Bunu yapabilme yetenegi karsin bu komplekstir yercekimi kuvvetine karsi gelebilmek icin gerekli kaldirma kuvvete ulasmak ve iki tarafli sabitligin kullanilmasi gereklidir Kaldirma kuvveti kanatlarin asagi vurusula olusur Hava ile cevrelenmis bir bolgede kanatlar asagi dogru itilmistir sonuc olarak havanin kanatlar uzerindeki reaksiyon kuvveti bocekler de yukari dogrudur Bircok bocegin kanatlari gelismistir ve sonuc olarak yukari dogru kanatlarini vurdugu sirada kanatlarin daki kuvvet kucuk olur Olcumun ilk vurus kuvveti ve dengesiz vurus kuvvetinden dolayi bocekler sirasiyla asagi yukari bocek salinimi ve kanat yukari pozisyonunda sabit olarak dururlar Kanat vuruslari bocek dususleri arasindaki uzaklik ani kanat vuruslarina baglidir Dusuk bir oranla kanat vuruslari olursa kaldirma kuvvetinin artik sifir oldugu zaman araliginda ve sonuc olarak bocek dususleri eger kanatlarini daha hizli carparlarsa daha uzaga olur Bocekler verilen genlik stabilizelerine devam etmek icin kanat carpis frekanslari gereken bir islem yapilabilir Hesaplamalari basitlestirmek icin bir farz edilis vardir bu sudur kanatlar asagi dogru giderken kaldirma kuvveti sonlu sabit bir degerdir yukari dogru giderken ise sifirdir Yukari kanat vuruslari zaman araligi sirasinda yercekiminin etkisiyle h uzakligi kadar asagi duser h g Dt2 2 displaystyle h frac g Delta t 2 2 Yukari vurusun onarimindan sonra bocekler kendi durusuna doner Tipik olarak 0 1 mm den fazla olmayan bocek degisimleri dikey pozisyonlarda gereklidir ornegin h 0 1 mm Serbest dusmedeki maksimum izin verilen zaman Dt 2hg 1 2 2 10 2 cm980 cm sec2 4 5 10 3 sec displaystyle Delta t left frac 2h g right 1 2 sqrt frac 2 times 10 2 text cm 980 text cm text sec 2 approx 4 5 times 10 3 text sec Surec sirasinda kanatlarin yukari hareket ve asagi hareketleri hemen hemen esittir donem T yukari asagi kanat hareketi iki kere tekrarlandiginda tamamlanir Dr bu sudur T 2Dt 9 10 3 sec displaystyle T 2 Delta t 9 times 10 3 text sec Vuruslarin frekansi f anlami saniyedeki kanat vurusudur denklem su sekilde gosterilir f 1T 110 sec 1 displaystyle f frac 1 T approx 110 text sec 1 Orneklerde frekanslar 110 vurus s olarak kullanildi bu boceklerde bulunan tipik frekanstir Kelebekler cok daha yavas frekansa sahiptirler yaklasik 10 vurus s kadar ve bunun anlami onlar havada duramazlar Diger bocekler 1000 vurus s kadar frekans uretebilirler Bocekleri eski haline getirmek icin yani dikey pozisyonlarina getirmek icin asagi vurus sirasinda ortalama kuvvet ortalama yukari gucu boceklerin agirliginin yaklasik iki kati olmalidir Ve burasi onemli cunku bocegin ustune uygulanan yari zamanlidir ortalama yukari kuvvet kutlesiyle basitlestirilmistir Guc girisi Havada durus icin gerekli olan gucu simdi hesaplanabilir boceklerin kutleleri 0 1 g tekrar dusunulerek ortalama kuvvet ortalama kuvvet asagi vurus sirasinda kanatlar tarafindan uygulanir ve agirligin iki kati kadardir Cunku kanatlar tarafindan uygulanan basinc kanadin tum yuzeyi uzerinde esit bir bicimde dagilmis durumdadir bunun anlami her kanattaki yalniz bir noktanin kanadin orta noktasindayken uretilen kuvvet oldugunu farz edelim Asagi vurus sirasinda kanatlarin merkezi dikey uzaklikta d her iki yonde hareket eder Bocekler tarafindan her asagi vurustaki kuvvetin ve uzakligini carpimi toplam isi verir bu sudur Work Fav d 2Wd displaystyle text Work F av times d text 2Wd Eger kanatlar her vurusta 70 ile sallanirsa n bu durum sunu gosteriyor 1 cm uzunlugunda kanadi olan ve uzakligi 0 57 cm olan bocekler icindir Sonuc olarak her vurusta iki kanat araciligiyla is yapilir Work 2 0 1 980 0 57 112erg displaystyle text Work 2 times 0 1 times 980 times 0 57 112 text erg Sonra enerji baska bir yere gitmek zorundadir burada kullanilan ornekte bocegin kutlesi her asagi vurusta 0 1 mm artar Enerji E bu durum icin gereklidir E mgh 0 1 980 10 2 0 98erg displaystyle text E text mgh 0 1 times 980 times 10 2 0 98 text erg Bu toplam enerjinin onemsiz acik bir bicimde kullanilan kesir enerjinin cogu islemde harcanmistir Problemin daha detayli analizi sunu gosteriyor oncelikle kanatlar araciligiyla yapilan is oncelikle havadaki kinetik enerjiye donusuyor ve bu kanatlarin asagi yonlu vuruslari ile ivmeleniyor Guc bir saniyede yapilan isin miktaridir boceklerdeki kullanilisi ornekteki gibidir saniyede 110 asagi yonlu vurus yapar Sonuc olarak guc verimi P saniyedeki vurus ve bunun anlami onun guc verimi P P 112erg 110 s 1 23 104erg s 1 23 10 3W displaystyle text P 112 text erg times 110 text s 1 23 times 10 4 text erg s 1 23 times 10 3 text W Guc cikisi Gucun hesaplanmasinda havada durusu kullanilir ornekler de hareket eden kanadin kinetik enerjisi onemsiz kabul edilir Boceklerin kanatlari onlar kadar hafiftir sonlu kutleye sahiptirler sonuc olarak hareket ederlerken bir kinetik enerjiye sahiptirler Cunku kanatlar donme hareketi yaparlar her vurus sirasindaki maksimum kinetik enerji KE 12Iwmax2 displaystyle KE frac 1 2 I omega text max 2 Burada I kanatlarin eylemsizlik dongusudur ve maksimum acisal hiz ise kanat vuruslari sirasindaki maksimum acisal hizidir Kanatlarin eylemsizlik dongusunu elde etmek icin biz farz ederiz ki kanatlar donel cubuklarin birinin sonuna konulmasi araciligiyla Kanatlarin eylemsizlik dongusu sudur I mℓ33 displaystyle I frac m ell 3 3 l kanatlarin uzunlugu ve 1 cm m ise iki kanadin agirligidir bu tipik olarak 10 3 g Maksimum acisal hiz wmax maksimum hiz dan kanadin merkezine nmax hesaplandi wmax vmaxℓ 2 displaystyle omega text max frac v text max ell 2 Her vurus sirasinda kanatlarin merkezi ortalama dogrusal bir hizla nav merkezdeki kanatlarin ayrilmasiyla d uzaklik ile Dt zaman araligindaki kanat vuruslari ile hareket eder Bizim eski ornegimizden d 0 57 cm ve Dt 4 5 10 3 saniye Sonuc olarak vav dDt 0 574 5 10 3 127cm s displaystyle v av frac d Delta t frac 0 57 4 5 times 10 3 127 text cm s Kanat cirpislarin basinda ve sonunda kanatlarin hizi sifirdir bunun anlami maksimum dogrusal hiz ortalama hizdan fazladir Eger hizin kanat yolu boyunca sinuzoidal bir sekilde cesitlendigini farz edersek maksimum hiz ortalama hizin iki kati kadar fazladir Boylece maksimum acisal hiz sudur wmax 254ℓ 2 displaystyle omega text max frac 254 ell 2 Ve sonuc olarak kinetik enerji budur KE 12Iwmax2 10 3ℓ23 254ℓ 2 2 43 erg displaystyle KE frac 1 2 I omega max 2 left 10 3 frac ell 2 3 right left frac 254 ell 2 right 2 43 text erg Cunku iki kanat cirpisi vardir yukari yonlu ve asagi yonlu kanat hareketinin her devrinde kinetik enerji 2 43 86 erg Bu hemen hemen havada dururken tuketilen enerji miktari kadardir Esneklik Bocekler kinetik enerji kazanir ivmelenme olurken kaslar araciligiyla saglanir Kanatlar vurusun sonlarinda azalarak ivmelenmeye basladiginda bu enerji dagilmak zorundadir Asagi vurus sirasinda kaslar araciligiyla kinetik enerji dagilir ve bu isiya doner bu sicaklik bazen vucudunun oz sicakligini korumasinda kullanilir Bazi bocekler kanatlarin yukari hareketine yardim saglamak icin kinetik enerjiden fayda saglayabilirler Kanatlar boceklerin eklemleridir ve elastik ped ile protein gibi kaucuk icerir buna resilin denir Kanatlarin yukari vurusu sirasinda resilin gerilir Kanatlardaki kinetik enerji gerilen resilinde potansiyel enerjiye donusur ve bu yay gibi enerji depolar Kanatlar asagi dogru giderken enerji birakilir ve bu asagi yonlu cirpisa yardim saglar Cok az basitlestirilmis varsayim kullanarak gerilmis resilindeki depo edilen enerji miktarini hesaplayabiliriz Resilin karsik seklin icerisinde bukulmus bir sekilde olmasina ragmen ornekte verildigi gibi hesaplamalar duz cubugun alani ve uzunlugudur Buna ek olarak farz edelim ki resilinin gerilimi boyunca Hooke yasasina uyar Bu tam olarak dogru degildir cunku resilin dusunebilir miktarda gerilir ve sonuc olarak hem alan hem Young modulu gerilme isleminde degisir Enerji E resilin de depolanir E 12YADℓ2ℓ displaystyle E frac 1 2 frac YA Delta ell 2 ell Resilin icin Y Young moduludur bu 1 8 107 dyn cm2 olarak olculdu Tipik olarak boceklerin icinden arilarin buyuklugunde resilin hacmi silindir ile esit 2 10 2 cm uzunlugunda ve 4 10 4 cm alanindadir Bu ornekte verilmistir resilin cubugunun gerilince uzunlugu 50 oraninda artar Bu su demek Dℓ yani uzunluk 10 2 cm Sonuc olarak bu durumda her bir kanatta resilin de enerji depo edilir E 121 8 107 4 10 4 10 42 10 2 18 erg displaystyle E frac 1 2 frac 1 8 times 10 7 times 4 times 10 4 times 10 4 2 times 10 2 18 text erg Iki kanatta depolanan enerji 36 erg dir bu yukari vuruslu kanatlarin kinetik enerjisiyle karsilastirilabilir Deneyler gosteriyor ki kanatlardaki kinetik enerjinin 80 i kadari resilin de depo ediliyor Kanat ciftleri Frenulo retinacular wing coupling in male and female moths Bazi dort kanatli bocek turlerinde ornegin Lepidoptera genis alanda cesitli morfolojil iki kanatli mekanizmasinda gelisimini tamamlamis olarak gelisti bu taksonlari fonksiyon olarak iki kanatli sunar Hepsi fakat cogu temel formdaki iki kanatli olarak bulunur 4266 Mekanizmalar uc farkli tipte olusur jugal frenulo retinacular ve amplexiform Genellikle ilkel gruplar genislemis temel arka planin yan alani gibi lop a sahiptirler ornegin on kanatlarin temeli jugum olarak adlandirilir bu ucarken arka kanatlarin altini kivirir Diger gruplar arka kanatlarin ustunde fenuluma sahiptir ve bu on kanatlarin altinda retinakulum asilidir Kelebeklerde hesperiid lerin bir tur erkegi haric ve Bombycoidealerde Sphingidae lar haric kanat ciftlerinde frenulumun ve retinakulumun bir sirasi yoktur Yerine arka kanatlarin genislemis omuz alani on kanatlar araciligiyla genisce ust uste gelir Ozel mekanik baglanti kaybi yerine kanatlar asama asama ust uste duzenlenir On kanatlarin guc vurusu on kanatlari uyumlu bir sekilde asagi dogru iter Bu tip ciftler frenate tipi cesitliliktir fakat burada frenulum ve retinakulum tamamen kaybolur Biyokimya Bocek ucuslarinda biyokimya kayda deger calismalara odaklanmislardir Bircok bocek karbonhidrat ve yagi ucusta enerji kaynagi olarak kullanirken bircok kin kanatli ve sinekler enerji kaynagi olarak amino asit kullanirlar Bazi turler iki turude kullanirlar ve ari benzeri kelebekler mesela manduca sexta isinma hareketi olarak on ucusta karbonhidrat kullanirlar Kanat vuruslari bir saniyede 100 kereden az olan bocekler senkronize kaslarini kullanirlar Senkronize kaslar bir kas tipidir ve bu her sinir sinyali icin bir sozlesme gibidir bu hizli ucuslar icin cok verimlidir Kanat vuruslari cok hizli olan bocekler mesela bombus es zamanli olmayan kaslarini kullanirlar bu kas turu bir sinir sinyalinden fazlasi icin olan bir sozlesme gibidir Bu kaslar anlasma icin tarafindan tekrar uyarilmasi ve kaslardaki gerilimin birakilmasi araciligiyla basariya ulasmistir bu basit tek basina uyarilma olayindan daha hizli gerceklesir Gelisim ve AdaptasyonAriya benzeyen sinekler Xanthogramma pedissequum endirekt ucus kas sistemlerine sahiptirler Karbonifer periyodunda bazi zamanlar 350 milyon yil once ve bu zamanlarda sadece iki ana kutle bulunurdu bocekler ucmaya basladi Nasil veya nicin bocek kanatlari gelismedi anlasilamadi alt karbonifer gelisimleri periyodunda buyuk olcude uygun fosillerin kitligindan dolayi buyuk olcudedir Bocek ucuslari kokeninde uc temel teori sunlar kanatlar paranotal loblardan gelismistir toraks terganin gelisimi bunlar tasinabilir karin modifikasyonlaridir suda yasayan mayis sineginin nimfolarinda bulunurlar veya toraks cikintilarindan radyatorler kullanilarak gelisirler Paranotal hipotezleri Paranotal hipotezler sunlari one suruyor boceklerin kanatlari paranotal loblardan gelisti adaptasyon oncesi bulunan bocek fosilleri suna inandiriyor sekerken veya duserken dengede tutulmak icin destekte bulunuldu Bu hipotezin ayricaligi cogu bocegin egilimidir kollari tirmanirken urkmek zemine dususten kacmak icin Bu tur loblar parasut olarak hizmet verdi ve boceklerin zemine yumusak bir sekilde inmesine olanak sagladi Teori sunu oneriyor bu loblar yavas yavas buyuyor ve daha sonraki asamalarda gogus kafesine ortak olacaktir Hatta daha sonra bu ham kanatlari hareket ettirmek icin yeni kaslar belirecek Bu model sunu gosteriyor kanatlardaki verimlilik kademeli olarak artacaktir parasutle baslayarak sonra suzulerek gitme ve en son olarak ucus aktif olacaktir Hala kanatlarin gelisimindeki fosil kanitlarinin temel eksikligindeki eklemler ve kaslar bu teori icin buyuk sorun ortaya cikartiyor eklemliligin ve damar duzeninin gelisimindeki anlik degisimler olarak gorunuyor ve uzmanlar tarafindan bu alanda bu durum reddediliyor Epicoxal hipotezleri Bazi entomolojistler sunu gosteriyor bocek kanatlarinda muhtemel kokende su boceklerinde tasinabilir karin solungaclari bulundu nimfa ve mayis sinegi ornek gosterilebilir Bu teoriye gore bunlar soluk borusu solungaclari onlarin yollari solunum sistemlerinin ve daha sonra duzenlenen hareket ettirici amaclar ile var oluyor sonunda kanatlarinin icinin gelisimi icin Trakea solungaclari kanatciklar ile donanimlidir ve bunlar surekli olarak titresir ve kucuk dogrusal kaslara sahiptirler Endite exite hipotezleri Bu hipotez belki de en guclu kanita sahip hipotez ve soyle diyor endites ve exites hangi adaptosyondan kaynaklaniyor temel eklem bacaklilar arasinda sirasiyla icerideki ve disaridaki uzantilardir Trueman temel alinarak Goldschmidt araciligiyla 1945 te Drosophila melanogaster uzerinde gelistirildi in which a pod variation displayed a mutation transforming normal wings to what was interpreted as a triple jointed leg arrangement with some additional appendages but lacking the tarsus kanatlarin kostal yuzeyi normal olarak olabilir Bu mutasyon sirt exite ve endite fuzyonu icin kuvvetli bir kanit olarak tekrar yorumlanmisti bacaktan ziyade uzanti ayarlamasi ile daha iyi bir hipotez olmustur Innervasyon eklem ve kas kanatlarin gelisiminde gerekli ve zaten podomoreste vardir Diger Hipotezler Gecmiste oneriler yapildi kanatlar baslangicta suyun yuzeyinde hareket icin bazi tas sineklerinde goruldugu gibi Alternatif fikir ise havada kayisi yonlendirmek icin bazi kanatsiz bocekler de yari ucus olayi bulundu kanatli bocekler icin kanatsiz takson kiz kardesi Ayrica bakinizInsect wing Unmanned aerial vehicles Insect migration Bird flight Flying and gliding animalsNotlar a b c Chapman A D 2006 Numbers of living species in Australia and the World Canberra ss 60pp ISBN 978 0 642 56850 2 9 Haziran 2009 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 23 Nisan 2016 Kaynak hatasi Gecersiz lt ref gt etiketi Chapman adi farkli icerikte birden fazla tanimlanmis Bkz Kaynak gosterme a b c d e f g h i j Wang Z Jane 2005 DISSECTING INSECT FLIGHT PDF Annual Review of Fluid Mechanics Cilt 37 Annual Reviews ss 183 210 Bibcode 2005AnRFM 37 183W doi 10 1146 annurev fluid 36 050802 121940 16 Ocak 2014 tarihinde kaynagindan pdf arsivlendi Erisim tarihi 23 Nisan 2016 Kaynak hatasi Gecersiz lt ref gt etiketi physics adi farkli icerikte birden fazla tanimlanmis Bkz Kaynak gosterme a b c d e Sane Sanjay P 2003 The aerodynamics of insect flight PDF The Journal of Experimental Biology 206 23 ss 4191 4208 doi 10 1242 jeb 00663 PMID 14581590 9 Temmuz 2011 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 23 Nisan 2016 Kaynak hatasi Gecersiz lt ref gt etiketi aerodynamics adi farkli icerikte birden fazla tanimlanmis Bkz Kaynak gosterme a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u Davidovits Paul 2008 Physics in Biology and Medicine Academic Press ss 78 79 ISBN 978 0 12 369411 9 1 Agustos 2020 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 23 Nisan 2016 Kaynak hatasi Gecersiz lt ref gt etiketi Paul 08 adi farkli icerikte birden fazla tanimlanmis Bkz Kaynak gosterme Catching the Wake Scientific American 28 Haziran 1999 18 Ekim 2012 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 31 Mart 2011 Weisberger Mindy 19 Subat 2016 Swim Like a Butterfly Sea Snail Flies Through Water Scientific American 31 Mart 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 20 Subat 2016 Murphy D Adhikari D Webster D and Yen J 2016 Underwater flight by the planktonic sea butterfly Journal of Experimental Biology Cilt 219 ss 535 543 KB1 bakim Birden fazla ad yazar listesi link a b Insect Wings in General Aerodynamics of Insects Cislunar Aerospace 1997 24 Mart 2011 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 28 Mart 2011 Kaynak hatasi Gecersiz lt ref gt etiketi aerospace adi farkli icerikte birden fazla tanimlanmis Bkz Kaynak gosterme a b Stocks Ian 2008 Scoble 1995 Subsec a b Powell Jerry A Ch Lepidoptera pp 631 664 in Resh amp Carde Eds Dudley Robert 2002 Gorb S 2001 Ch 4 1 5 Inter locking of body parts Joos B 1987 Carbohydrate use in the flight muscles of Manduca sexta during pre flight warm up Journal of Experimental Biology Cilt 133 ss 317 327 Definition of Asynchronous muscle in the Entomologists glossary Department of Entomology North Carolina State University 13 Kasim 2015 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 21 Mart 2011 a b c Grimaldi 1David Engel Michael S 2005 Evolution of the Insects New York NY Cambridge University Press Trueman JWH 1990 Comment evolution of insect wings a limb exite plus endite model Canadian Journal of Zoology Thomas Adrian L R Norberg R Ake 1996 Skimming the surface the origin of flight in insects Trends in Ecology amp Evolution 11 5 ss 187 188 doi 10 1016 0169 5347 96 30022 0 Yanoviak SP Kaspari M Dudley R 2009 Gliding hexapods and the origins of insect aerial behaviour Biol Lett 5 4 ss 510 2 doi 10 1098 rsbl 2009 0029 PMC 2781901 2 PMID 19324632 KaynakcalarCamper M A An Insect s Role in the Development of Micro Air Vehicles Colorado State University 2003 Chapman R F 1998 The Insects Structure and Function 4th Edition Cambridge University Press Dickinson MH Lehmann FO Sane SP 1999 Wing rotation and the aerodynamic basis of insect flight Science 284 5422 ss 1954 60 doi 10 1126 science 284 5422 1954 PMID 10373107 Ellington Charles P Van Den Berg Coen Willmott Alexander P Thomas Adrian L R 1996 Leading edge vortices in insect flight Nature 384 6610 ss 626 630 Bibcode 1996Natur 384 626E doi 10 1038 384626a0 Ellington C P 1984 The Aerodynamics of Hovering Insect Flight I The Quasi Steady Analysis Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences 305 1122 ss 1 15 Bibcode 1984RSPTB 305 1E doi 10 1098 rstb 1984 0049 Ellington CP 1999 The novel aerodynamics of insect flight Applications to micro air vehicles PDF The Journal of Experimental Biology 202 Pt 23 ss 3439 48 PMID 10562527 4 Mart 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 26 Mayis 2016 Grasmeyer J M and Keennon M T Development of the Black Widow Micro Air Vehicle AIAA Paper No 2001 0127 2001 Haj Hariri H Unsteady Aerodynamics of Flapping Wings University of Virginia 2001 Lewin G C Haj Hariri H 2003 Modelling thrust generation of a two dimensional heaving airfoil in a viscous flow Journal of Fluid Mechanics Cilt 492 ss 339 362 Bibcode 2003JFM 492 339L doi 10 1017 S0022112003005743 Lighthill M J 2006 On the Weis Fogh mechanism of lift generation Journal of Fluid Mechanics Cilt 60 s 1 Bibcode 1973JFM 60 1L doi 10 1017 S0022112073000017 Platzer Max F Department Chairman Aerodynamics and Aeroelasticity Flapping Wing Propulsion Last revised 2005 Retrieved 1 November 2005 from Polhamus E C A Concept of the Vortex Lift of Sharp Edge Delta Wings Based on a Leading Edge Suction Analogy Langley Research Center 1966 Pringle J W S Insect flight Oxford Biology Readers Vol 52 1975 Sane SP 2003 The aerodynamics of insect flight The Journal of Experimental Biology 206 Pt 23 ss 4191 208 doi 10 1242 jeb 00663 PMID 14581590 Savage S B Newman B G Wong D T M 1979 The role of vortices and unsteady effects during the hovering flight of dragon flies PDF The Journal of Experimental Biology 83 1 ss 59 77 8 Agustos 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 26 Mayis 2016 Smyth T Jr 1985 Muscle systems pp 227 286 In M S Blum ed Fundamentals of insect physiology John Wiley and Sons New York Sotavalta O 1953 Recordings of high wing stroke and thoracic vibration frequency in some midges Biol Bull Woods Hole Cilt 104 ss 439 444 doi 10 2307 1538496 Van Den Berg C Ellington C P 1997 The vortex wake of a hovering model hawkmoth Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences 352 1351 ss 317 328 doi 10 1098 rstb 1997 0023 PMC 1691928 2 Walker J A Eylul 2002 Rotational lift something difference or more of the same PDF The Journal of Experimental Biology 205 Pt 24 ss 3783 3792 PMID 12432002 8 Agustos 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 26 Mayis 2016 Walker P B Growth of circulation about a wing and an apparatus for measuring fluid motion Reports and Mem Aeronaut Res Com no 1402 1931 Zbikowski R 2002 On aerodynamic modelling of an insect like flapping wing in hover for micro air vehicles Philosophical Transactions of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciences 360 1791 ss 273 290 Bibcode 2002RSPTA 360 273Z doi 10 1098 rsta 2001 0930 Dis baglantilarAn Insect s Role In The Development Of Micro Air Vehicles Insect like Flapping Wing Micro Air Vehicles 4 Ocak 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi The Novel Aerodynamics Of Insect Flight Applications To Micro Air Vehicles 4 Mart 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi The aerodynamics of insect flight 9 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi Flight muscles22 Agustos 2004 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi Flow visualization of butterfly aerodynamic mechanisms The Flight Of The Bumblebee 4 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi Insect Flight4 Mart 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi T J Dean 1 Mayis 2003 Chapter 1 Fastest Flyer Book of Insect Records University of Florida 21 Mayis 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 23 Nisan 2016