鳥たちはどうしたのだろう

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • この記事は、尾翼のない鳥がどのように曲がるかを調べ、鳥の飛行を飛行機や滑空機の飛行と比較しています。
  • 鳥は可変形状の翼を使用し、筋肉と羽によって複雑な機動性を可能にしていると説明しています。
  • 自然な飛行と人工的な飛行のメカニズムを示すために、プレシオドアクティルスやヒトデの例が挙げられています。

鳥たちはどう曲がるのか

(そして自由な翼をもって)

…飛行機や滑空機には垂直尾翼があるが、鳥たちはそうではない。では、どうやって曲がるのだろうか?

…数年前、アメリカの科学者、古生物学の専門家が、翼竜の飛行能力を評価するために飛行可能な模型を作った。この動物の頭部は、平らな骨の突起によって延長されていたことがわかっている。

彼は、この突起が垂直尾翼として機能していると考え、それを操作可能なものとし、リモコンで模型を操縦した。しかし、彼はコウモリが飛行中に非常に機敏で、垂直尾翼を持たず、ただの膜状の翼で鋭く曲がれることを見逃していた。では、そのトリックはどこにあるのだろうか?

…人間が最初にロガーロ翼にぶら下がって飛行を始めたとき、操縦は重心の移動によって行われた。コントロールバーを引いたり押したりすることでピッチの制御を行った。これは問題なかった。初期のマント滑空機には「固定の横翼」があった。曲がるには重心をずらす必要があり、すべての曲がりは滑りながら行われ、急降下率が増加した(水平飛行時の降下率が秒速2.5メートルから、ややきつく曲がったときでも秒速3.5メートルに増加した)。


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初期の「マント滑空機」。立った姿での飛行。

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…あるパイオニア(名前は覚えていない)が、横翼をキールから切り離すというアイデアを思いついた。リンク機構(図を参照)によってある程度の横方向の移動が可能になった。

…その結果、操縦性の劇的な向上が即座に現れた。パイロットが片側に体重を移動させ、キール(トラペゾイドと一体化)を引き寄せると、翼の形状が変化した。図では非常に誇張して描かれているが、その効果は容易に想像できる。一方の「葉」をわずかに平らにし、もう一方を同じくらい凹ませると、まるで翼の後縁全体にエレベーターが設けられたかのように機能した。操縦の快適性と安全性は一変した。

…コウモリもまた、自由な後縁を持つ柔らかい翼を持っている。それは単に腕とその動物の肥大した指に固定されているだけである。コウモリが曲がるとき、彼女は単に一方の翼を広げ、もう一方をわずかに畳む。後縁に同じような効果が現れる。垂直尾翼は必要ない。

…鳥たちは類似した方法で曲がる。アルカやアホウドリのように翼の長さが非常に長い鳥たちは「逆効果」を利用する。羽は筋肉に接続されている。つまり、鳥の翼全体が可変幾何構造を持ち、非常に複雑なシステムを構成している。これは「多段スロット構造」の翼であり、下翼面から上翼面への空気の循環を可能にし、「境界層の吹き抜け」を起こし、大きな迎角での飛行を可能にする。

…滑空機が着陸の際、彼は「エアブレーキ」と呼ばれる装置を展開する。これは「揚力破壊装置」でもある。鳥たちは翼を部分的に畳む。猛禽類が接近飛行する様子を見たことがあるだろう。その両翼は半分畳まれている。

…つまり、我々はほとんど新しいものを発明したわけではない。翼滑空機は恐竜の時代から存在していた。翼竜と呼ばれていただけである。

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