Struttura delle ali degli uccelli | Download Diagramma scientifico

… l’ala degli uccelli è simile al braccio umano in quanto consiste di tre parti: la parte superiore del braccio, l’avambraccio e la mano, insieme a tre articolazioni: la spalla, il gomito e il polso. Le piume che ricoprono l’ala sono classificate come copritrici, piume primarie di volo e piume secondarie di volo (vedi Fig. 1). Ci sono tre movimenti fondamentali del movimento dell’ala: flapping, feathering e lead-lag. Il movimento di sbattimento comprende i movimenti verso l’alto e verso il basso dell’intera ala intorno alla spalla. Il movimento di piumaggio comprende i movimenti verso l’alto e verso il basso delle piume di volo con il bordo di entrata dell’ala come asse di rotazione. Il movimento “lead-lag” comprende i movimenti in avanti e indietro della punta dell’ala (vedi Fig. 2). Le penne della coda servono a stabilizzare il volo, a cambiare la direzione del movimento in avanti, a compensare la forza di portanza e a fungere da freno quando l’uccello atterra. Come mostrato in Fig. 3(a), quando un uccello ruota, le penne della coda sono ruotate a destra o a sinistra. Inoltre, per compensare la forza di sollevamento, le penne della coda sono regolate piegandole verso l’alto o verso il basso durante un’ascesa (vedi Fig. 3(b)). Inoltre, la forza prodotta dalle penne della coda è alterata regolando l’angolo di apertura e chiusura e cambiando la superficie delle penne della coda (vedi Fig. 3(c)). Le penne della coda si aprono quando un uccello vola verso destra o sinistra o quando è richiesta una forza di sollevamento, e si chiudono durante il volo di crociera in modo che la forza di resistenza sia ridotta. Il modello di volo di Cao è descritto brevemente in questa sezione. Per calcolare la forza del battito alare, si suppone che un uccello voli in un flusso d’aria quasi stazionario ed è modellato come mostrato in Fig. 4. In questo modello, l’ala è rappresentata da un braccio e una mano che ruotano intorno alla spalla e al polso. Inoltre, le ali eseguono movimenti di flapping, feathering e lead-lag. Per realizzare i tre tipi di movimento del battito d’ala (flapping, feathering e lead-lag), è stata formulata una funzione angolare per ogni movimento. Inoltre, poiché c’è una differenza di fase tra il braccio e la mano nei movimenti di flapping e feathering (vedi Fig. 5), sono state formulate funzioni angolari individuali per il braccio e la mano. La funzione angolare del braccio è stata definita sulla base del corpo, mentre la funzione angolare della mano è stata definita sulla base del braccio (vedi Fig. 6). Quando un’ala fissa è posta in un flusso d’aria espresso dal vettore v r, su quell’ala agiscono una forza di portanza L e una forza di resistenza D. La forza che agisce sull’ala è determinata come la risultante di queste forze (vedi Fig. 7). L e D sono espresse dalle seguenti …