O estudo, publicado em Proceedings of the Royal Society B , revela como as asas dos pa¡ssaros agem como um sistema de suspensão para lidar com asmudanças nas condia§aµes do vento.
Lily, a coruja de celeiro, demonstra transformação de asas para lidar com rajadas de vento. Crédito: Cheney et al 2020
Cientistas da Universidade de Bristol e do Royal Veterinary College descobriram como os pa¡ssaros são capazes de voar em condições de rajadas de vento - descobertas que podem informar o desenvolvimento de aeronaves de pequena escala bioinspiradas.
"Os pa¡ssaros voam rotineiramente com ventos fortes perto de edifacios e terrenos, geralmente com rajadas tão rápidas quanto sua velocidade de voo. Portanto, a capacidade de lidar commudanças fortes e repentinas no vento éessencial para sua sobrevivaªncia e para fazer coisas como pousar com segurança e capturar presas ", disse o Dr. Shane Windsor, do Departamento de Engenharia Aeroespacial da Universidade de Bristol.
“Sabemos que os pa¡ssaros se adaptam surpreendentemente bem em condições que desafiam veaculos aanãreos projetados de tamanho semelhante, mas, atéagora, não entendaamos a meca¢nica por trás dissoâ€, disse o Dr. Windsor.
O estudo, publicado em Proceedings of the Royal Society B , revela como as asas dos pa¡ssaros agem como um sistema de suspensão para lidar com asmudanças nas condições do vento. A equipe usou uma combinação inovadora de reconstrução desuperfÍcie 3-D baseada em vadeo de alta velocidade, tomografia computadorizada (TC) e dina¢mica de fluidos computacional (CFD) para entender como os pa¡ssaros 'rejeitam' rajadas por meio da transformação das asas, ou seja, alterando o forma e postura de suas asas.
No experimento, conduzido no Laborata³rio de Estrutura e Movimento do Royal Veterinary College, a equipe filmou Lily, uma coruja-das-torres, deslizando por uma sanãrie de rajadas verticais geradas por um ventilador, a mais forte das quais era tão rápida quanto sua velocidade de va´o. Lily éuma ave treinada em falcoaria, veterana em muitos documenta¡rios sobre a natureza, então não se intimidou nem um pouco com todas as luzes e ca¢meras.
"Comea§amos com rajadas muito suaves para o caso de Lily ter alguma dificuldade, mas logo descobrimos que - mesmo nas velocidades de rajada mais altas que podaamos fazer - Lily estava imperturba¡vel; ela voou direto para obter a recompensa de comida que estava em seu treinador, Lloyd Buck , "comentou o professor Richard Bomphrey, do Royal Veterinary College.
"Lily voou atravanãs das rajadas turbulentas e manteve consistentemente a cabea§a e o torso incrivelmente esta¡veis ​​ao longo da trajeta³ria, como se ela estivesse voando com um sistema de suspensão. Quando analisamos isso, o que nos surpreendeu foi que o efeito do sistema de suspensão não era apenas devido a aerodina¢mica, mas se beneficiou da massa em suas asas. Para referaªncia, cada um de nossos membros superiores tem cerca de 5% do nosso peso corporal ; para um pa¡ssaro équase o dobro, e eles usam essa massa para absorver efetivamente a rajada ", disse o chumbo -autor Dr. Jorn Cheney do Royal Veterinary College.
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"Talvez o mais empolgante seja a descoberta de que a parte mais rápida do efeito de suspensão estãoembutida na meca¢nica das asas, de modo que os pa¡ssaros não precisam ativamente fazer nada para que funcione. A meca¢nica émuito elegante. Quando vocêgolpeia um bola no ponto doce de um taco ou raquete, sua ma£o não ébalana§ada porque a força ali se anula. Qualquer pessoa que pratique um esporte de bastão e bola sabe como isso éfa¡cil. Uma asa tem um ponto doce, assim como um morcego. a análise sugere que a força da rajada atua pra³ximo a esse ponto doce e isso reduz significativamente a perturbação do corpo durante a primeira fração de segundo. O processo éautoma¡tico e ganha tempo suficiente para que outros processos de estabilização inteligentes entrem em ação ", acrescentou o Dr. Jonathan Stevenson, da Universidade de Bristol.
O Dr. Windsor disse que o pra³ximo passo para a pesquisa, que foi financiada pelo Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), o Escrita³rio de Pesquisa Cientafica da Fora§a Aanãrea e o Wellcome Trust, édesenvolver sistemas de suspensão bioinspirados para aeronaves de pequeno porte.