Structura aripilor de pasăre | Download Scientific Diagramă

… aripa de pasăre este asemănătoare brațului uman prin faptul că este formată din trei părți: brațul, antebrațul și mâna, împreună cu trei articulații: umărul, cotul și încheietura mâinii. Penele care acoperă aripa sunt clasificate ca fiind pene de acoperire, pene de zbor primare și pene de zbor secundare (a se vedea Fig. 1). Există trei mișcări fundamentale ale mișcării aripilor: mișcarea de fâlfâit, mișcarea de înmănușare și mișcarea de întârziere. Mișcarea de bătaie cuprinde mișcările în sus și în jos ale întregii aripi în jurul umărului. Mișcarea de înfofolire cuprinde mișcările în sus și în jos ale penelor de zbor, cu marginea de atac a aripii ca axă de rotație. Mișcarea de întârziere cuprinde mișcările înainte și înapoi ale vârfului aripii (a se vedea figura 2). Penele cozii au rolul de a stabiliza zborul, de a schimba direcția mișcării de înaintare, de a compensa forța de ridicare și de a acționa ca o frână atunci când pasărea aterizează. După cum se arată în Fig. 3(a), atunci când o pasăre se rotește, penele cozii sunt răsucite fie spre dreapta, fie spre stânga. În plus, pentru a compensa forța de ridicare, penele cozii sunt ajustate prin îndoirea lor în sus sau în jos în timpul unei ridicări [a se vedea Fig. 3(b)]. În plus, forța produsă de penele de coadă este modificată prin ajustarea unghiului de deschidere și închidere și prin modificarea suprafeței penelor de coadă [a se vedea Fig. 3(c)]. Penele cozii se deschid atunci când pasărea zboară spre dreapta sau spre stânga sau atunci când este necesară o forță de ridicare, iar în timpul zborului de croazieră se închid, astfel încât forța de rezistență este redusă. Modelul de zbor al păsării lui Cao este descris pe scurt în această secțiune. Pentru a calcula forța de bătaie a aripilor, se presupune că o pasăre zboară într-un flux de aer în stare cvasi-staționară și este modelată așa cum se arată în figura 4. În acest model, aripa este reprezentată de un braț și o mână care se rotesc în jurul umărului și al încheieturii mâinii. În plus, aripile execută mișcări de fâlfâit, de înfofolire și de întârziere. Pentru a realiza cele trei tipuri de mișcări ale bătăilor aripilor (bătăi de aripă (flaps, pene și întârziere), s-a formulat o funcție unghiulară pentru fiecare mișcare. Mai mult decât atât, deoarece există o diferență de fază între braț și mână în mișcările de fluturare și de înmănușare (a se vedea figura 5), s-au formulat funcții unghiulare individuale pentru braț și mână. Funcția unghiulară a brațului a fost definită pe baza corpului, în timp ce funcția unghiulară a mâinii a fost definită pe baza brațului (a se vedea Fig. 6). Atunci când o aripă fixă este plasată într-un flux de aer exprimat prin vectorul v r , asupra acestei aripi acționează o forță de portanță L și o forță de rezistență D. Forța care acționează asupra aripii se determină ca rezultantă a acestor forțe (a se vedea figura 7). L și D se exprimă prin următoarele …

.