Изобретения, подсказанные насекомыми
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Зоологи давно интересовались назначением двух маленьких загадочных придатков, расположенных сзади единственной пары крыльев у двукрылых насекомых. Эти органы, так называемые жужжальца, имеют форму палицы и соединены с телом тонким черешком. Во время полета жужжальца непрестанно вибрируют, при этом наружный конец каждого из них описывает дугу. Если направление полета меняется, жужжальца имеют тенденцию продолжать движение в том же плане, что и раньше. Это создает натяжение черешка, и мозг насекомого может точно определить изменение в направлении полета и дать необходимые указания мускулам, управляющим движением крыльев.
Этот уравновешивающий орган послужил образцом для очень важного изобретения — гироскопа с вибрирующими тонкими пластинками, который пришел на смену классическому гироскопу, оказавшемуся явно несостоятельным при управлении полетом сверхзвуковых самолетов и снарядов. Основанный точно на том же принципе, что и жужжальца двукрылых, этот гироскоп необычайно чувствителен. Он моментально обнаруживает любое изменение в направлении самолета. Основное же преимущество этого прибора в том, что в сравнении с классическим гироскопом он менее подвержен влиянию больших ускорений. Практически лишенный инерции, обладая очень высокой стабильностью, этот указатель виражей стал сегодня необходимым на самых скоростных самолетах.
Другое изобретение, также подсказанное насекомыми, — это «небесный компас поляризованного света». Прежде всего, напомним, что солнечный свет частично поляризован. Значит, зная плоскость поляризации излучения, можно определить положение источника света, даже если он невидим. Однако человеческому глазу для этого необходима помощь специального аппарата, называемого анализатором. Но такой анализатор является составной частью каждого оптического элемента сложного глаза пчелы. Омматидии (независимые элементы шаровидных глаз насекомых) глаза пчелы разделяются на восемь частей, расположенных звездочкой. Эти своеобразные поляроидные экраны пропускают поляризованный свет с разной интенсивностью в зависимости от его направления.
Итак, для пчелы небо будет неодинаковой яркости в каждом элементе омматидия. Картины будут различными в зависимости и от наблюдаемого участка неба и от часа дня. Такое устройство зрительного органа позволяет пчеле ориентироваться по отношению к солнцу, даже когда оно полностью скрыто облаками. Мореплаватели, которые определяют свое местонахождение по солнцу, всегда оказываются в большом затруднении, если дневное светило прячется за тучами. И вот здесь на помощь приходит небесный компас. Он находит положение солнца, анализируя поляризованный свет.
Еще одно недавнее изобретение базируется на особенности зрительной системы насекомых. Омматидии дают не одно изображение предмета, помещенного в их поле зрения, а целую серию независимых изображений. Такая особенность устройства глаза дает определенное преимущество при наблюдении за движущимися предметами. Всякий перемещающийся предмет входит последовательно в поле зрения различных омматидиев. Таким образом, животное оказывается в состоянии определить скорость движения этого предмета.
Глаз насекомого и послужил «прототипом» очень простого прибора для мгновенного измерения скорости самолетов. Этот недорогой и малогабаритный прибор (ни в коей мере не соперничающий с радиолокатором) оповещает наблюдадателя о скорости какого-либо тела, пересекающего поле зрения прибора.
Автор: З. Климовой.