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生理:自由に飛翔する蝶に見られる常識を超えた揚力発生機構

Nature 420, 6916 doi: 10.1038/nature01223

飛翔する昆虫が生み出す力は、常識的な定常空力学で説明をつけるには大きすぎる。これらの力を発生する機構を調べるため、我々は、風洞内でヨーロッパアカタテハ(Vanessa atalanta)を飼育し人工の花から花へと自由に飛翔させ、高解像度のスモークワイヤー気流可視化法を使って、蝶の翅の周囲に生じる気流の定性的高速デジタル画像を得た。この画像から、自由に飛翔する蝶は、空力学の常識を超えるさまざまな機構を利用して、力を発生させていることがわかる。つまり、翅の向きを変えるときの回転機構やWeis- Foghのクラップ・アンド・フリング(clap-and-fling)機構の利用に加えて、後流捕獲(wake capture)、2種類の前縁渦、翅の能動的および非能動的な振り上げといった機構である。自由飛翔する蝶は、各種の異なる空力学的機構を次々と連続して使うことも多かった。どうやら昆虫の飛翔の特徴は1つではないようだ。昆虫は、多様な一連の空力学的機構を使って離陸や曲芸飛行、安定飛行の維持や着陸をこなしている。

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