​

Các tác giả của bài nghiên cứu, Na Xu và Mao Sun từ Đại học Hàng không & Du hành Vũ trụ Bắc Kinh ở Trung Quốc, đã sử dụng một mô hình toán học để phân tích cách bay lượn của ong vò vẽ ở các tốc độ khác nhau, và cho thấy rằng, ong vò vẽ không ổn định khi nó bay lượn lờ và bay chậm, và ở mức ổn định bình thường hoặc yếu với tốc độ bay trung bình và nhanh.

Nguyên nhân chủ yếu gây ra sự bất ổn khi bay lượn lờ và tốc độ chậm là do gió ở phía bên từ chuyển động của cánh tạo ra. Khi ong bay nhanh hơn, thì cánh uốn cong về phía sau cơ thể, làm giảm tác động của gió ở phía bên và tăng sự ổn định cho quá trình bay của nó.

Theo các tác giả thì kết quả này có thể hữu ích trong việc phát triển các máy móc bay nhỏ như côn trùng robot.

"Mức độ ổn định của một chuyến bay động lực có tầm quan trọng rất lớn trong nghiên cứu cơ chế sinh học của quá trình bay của côn trùng," Mao Sun giải thích. "Đây là cơ sở để nghiên cứu việc kiểm soát quá trình bay, bởi vì sự ổn định vốn có của một hệ thống bay cho thấy các tính chất động lực của hệ thống cơ bản. Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển các vi phương tiện trên không như côn trùng".

Trong những năm gần đây, với sự hiểu biết về các cơ chế lực khí động học của quá trình bay của côn trùng, các nhà nghiên cứu đã dành nhiều nỗ lực hơn cho lĩnh vực động lực học bay.

Nghiên cứu này tiếp tục bác bỏ quan niệm sai lầm rằng, theo vật lý thì ong vò vẽ không có khả năng bay. Sai lầm này có nguồn gốc từ nghiên cứu Le Vol Des Insects (Hermann và Cle, Paris, 1934) của nhà côn trùng học người Pháp August Magnan - ở trang 8, ông đề cập đến ong vò vẽ rằng: “ Với những gì được thực hiện trong ngành hàng không, tôi đã áp dụng các định luật kháng không khí cho côn trùng, và tôi cùng với Ngài Sainte-Laguë đã đi đến kết luận rằng, việc bay của chúng là không thể".

Nghiên cứu mới này xem xét quá trình bay của ong vò vẽ bằng cách sử dụng cùng các phương pháp được sử dụng trong cơ học lượng tử. Bằng cách sử dụng các phép đo trung bình - chẳng hạn như kích thước và hình dạng cánh, khối lượng cơ thể, và các lực lên và xuống - các nhà nghiên cứu đã phân tích sự ổn định của quá trình bay vỗ cách của một côn trùng bằng toán học giống như phân tích quá trình bay của một chiếc máy bay cứng nhắc. Bằng cách sử dụng mô hình toán học chứ không phải là nghiên cứu trên ong sống, các nhà nghiên cứu ắt đã có thể chính xác hơn trong phân tích về quá trình bay cơ học.

"Phương pháp tính toán cho phép mô phỏng sự ổn định vốn có của một chuyển động vỗ khi không có sự chủ động kiểm soát, đây là một việc rất khó khăn, thậm chí không thể đạt được trong các thí nghiệm sử dụng côn trùng thực sự," Sun giải thích thêm.

Xu và Sun đã sử dụng mô hình một con ong vò vẽ với đôi cánh có cùng kích thước và hình dạng như một con ong thật – đó là các tấm phẳng với các cạnh tròn, và có độ dày ba phần trăm chiều dài của một cái cánh. Phần khung họ sử dụng cho cơ thể cũng gần giống như cơ thể của ong vò vẽ.

Các nghiên cứu trước đây đã xem xét động lực bay lơ lửng của các loài côn trùng khác nhau, gồm ruồi vàng mắt đốm, ruồi giấm và ong vò vẽ. Tuy nhiên, trong chuyển động bay lơ lửng, các nghiên cứu này không xem xét chuyển động về phía trước, và các lực được tạo ra bởi cánh triệt tiêu lẫn nhau. Nghiên cứu này cho thấy, cần xem xét chuyển động cả dọc và ngang để xác định mức độ ổn định của quá trình bay tổng thể.

Kết quả cho thấy có sự khác biệt đáng kể trong các số đo về sự ổn định giữa ong vò vẽ và ruồi vàng mắt đốm - một điều mà các nhà nghiên cứu cho rằng có liên quan đến kích thước và hình dạng của cánh côn trùng. Họ dự định sẽ tiếp tục nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực này để so sánh sự ổn định của quá trình bay ở các tốc độ khác nhau giữa ong vò vẽ và ruồi vàng mắt đốm.

Xem thêm tại http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-03/e-hia031413.php

Thanh Vân - Dostdongnai, theo  Eurekalert.