Explore
Also Available in:

Zborul complex din aeronautica avansată:

designul apodidelor și al avioanelor de vânătoare

de Jonathan Sarfati
tradus de Cristian Monea (Centrul De Studii Facerea Lumii)

Aeronautica păsărilor a fascinat observatorii de păsări de la început. Și designul păsărilor a inspirat designerii mașinilor zburătoare timp de peste un secol.1 Totuși, există noi descoperiri despre ingineria lor complicată, sugerând că avem încă multe de învățat.

Originea zborului păsărilor

Dumnezeu ne-a revelat că a creat vietățile zburătoare în Ziua a 5-a din săptămâna creației, cu o zi înainte de a crea vietățile terestre și omul.

Foto de A.Wilson,USGS4675barnswallow

Cu toate acestea, creaționiștii progresiști neagă acest lucru și cred că reptilele terestre au apărut înaintea păsărilor, iar evoluționiștii cred că păsările au evoluat din reptile.2

Susținătorii teoriei evoluției par să nu înțeleagă cum funcționează zborul și cum are nevoie de atâtea lucruri aranjate în ordinea corectă. De exemplu, Muzeul Australian, plin de sceptici, a susținut că unii dinozauri au dezvoltat un anumit os care „le-a permis, de asemenea, să-și deplaseze mâinile într-o mișcare largă asemănătoare unui ventilator și să-și întindă înainte brațele lungi și degetele ca să prindă prada care fuge. Această mișcare puternică, de fluturare, a devenit astăzi o parte importantă a fluturării necesare păsărilor moderne pentru a zbura.”3

Totuși, această mișcare de zbor nu este una corectă. O fluturare în direcția înainte ar avea ca efect împingerea păsării înapoi, conform Legii a treia a lui Newton (fiecare acțiune produce o reacțiune egală și de sens opus). În timpul unei fluturări, penele primare de zbor sunt înclinate astfel încât să forțeze aerul înapoi ca pasărea să fie propulsată înainte. Iar aripile au o formă aerodinamică, precum aripile avionului, înclinate pentru a devia aerul în jos. Aceasta produce portanță, din nou prin reacție.4

Scepticii ignoră deasemenea și uimitoarea pană. Pana este o minune aerodinamică, puternică și ușoară, și complet diferită de solzul unei reptile.5,6 Dar penele nu sunt tipul de structuri utile membrelor care flutură la un animal de pradă, deoarece ar fi afectate de lovituri.

În cele din urmă, scopul aripilor este de a forța aerul înapoi și în jos, astfel încât pasărea să fie propulsată înainte și ținută sus. Aripile ar trebui să formeze o suprafață mare care să aibă rezistență ridicată la aer, astfel încât să poată mișca volume mari de aer. Dar pentru membrele concepute să apuce prada, este un avantaj să existe o suprafață care să aibă rezistență scăzută la aer, adică să permită trecerea aerului. Gândiți-vă la orificiile unei palete de țânțari, sau la forme aerodinamice concepute pentru a se deplasa prin aer, spre deosebire de deplasarea aerului însuși. De asemenea, rafala aerului de proto-aripă ar avertiza prada de moarta sa iminentă!

Curenți superbi

Un studiu recent privind apodidele 7,8 arată că există mai multe aspecte legate de zbor decât devierea aerului în jos. Ei folosesc, de asemenea, un vârtej de vârf (leading-edge vortex—LEV) pentru a genera mai multă portanță, astfel încât „înțelegerea curentă a felului în care păsările zboară trebuie revizuită”.7

5449jet_swifts

Aripa păsării este compusă, de fapt, din două părți: „aripa braț”, interioară, și „aripa mână”, exterioară. Aripa braț deviază aerul în jos, la fel ca aripa avionului, potrivit cercetătorului principal, John Videler de la universitățile din Leiden și Groningen, din Olanda.9 Dar analiza aerodinamică10 a arătat că marginea ascuțită a aripii-mână a format cu ușurință „mini-tornade” care au ajutat pasărea să se ridice. Acestea se formează la o gamă largă de unghiuri ale aripilor, astfel încât este mult mai improbabil ca aripa păsării să stagneze (să piardă brusc portanță) decât o aripă de avion.11

Apodidele au aripi în formă de coasă, fiecare cuprinzând o aripă braț relativ mică și o aripă mână foarte lungă care generează un LEV puternic. Astfel, apodidele își pot mișca aripile înapoi pentru un zbor rapid, dar se și pot ‘răzgândi’8, reducând cursa aripilor (îndreptând aripile). Acest lucru le permite să prindă insecte în zbor (în ciocurile lor!). Iar păsările care se hrănesc au nevoie de LEV-uri pentru a produce portanță ridicată la viteze reduse, altfel nu ar putea să aterizeze pe o ramură.

Importanța LEV a fost deja recunoscută în zborul insectelor12 și al vulturilor13. Și inginerii aerospațiali au exploatat, de asemenea, portanța lor superbă când vine vorba de aterizarea în siguranță a avioanelor supersonice cu reacție. Micile lor aripi, înclinate în spate, fac posibil zborul rapid, dar fără LEV-uri, aripile lor mici nu ar produce suficientă portanță atunci când vor încetini pentru aterizare.

Proiectând aripi

Comentatorii au stricat acest demers de cercetare cu omagiul obișnuit și fără dovezi adus evoluției:

„Pentru a maximiza viteza de zbor, precum și manevrabilitatea, evoluția și ingineria aeronautică au convers la aceeași soluție—deschiderea variabilă a aripilor. Apodidele și avionul de vânătoare cu reacție Tomcat își țin aripile trase în spate pentru a atinge viteze mari. Pentru a executa întoarcerile strânse, ambele zburătoare își reduc deschiderea aripilor.”8
5449swifts_dinobird

Nu așa de ușor

Mulți evoluționiști propun că dinozaurii s-au transformat în păsări. Se presupune că unii dinozauri au început să bată din brațe și au dezvoltat pene. În cele din urmă, zborul motorizat a evoluat. Cu toate acestea, acest lucru ar necesita multe mutații coordonate pentru a produce masele de informații noi necesare. Iar intermediarii dino-păsări există doar ca modele imaginare (de mai sus)—nu ca fosile.

Cu toate acestea, deoarece știm că avionul de vânătoare cu reacție a fost proiectat inteligent, atunci de ce nu și apodida, de vreme ce știința bună operează prin analogie? Mai mult, autorii subliniază:

„Zborul planat al berzelor a inspirat primele modele de avioane ale lui Otto Lilienthal la sfârșitul secolului al XIX-lea. Caracteristicile de zbor benefice ale acestor planoare lente și impunătoare le-au dat pionierilor avioanelor încrederea de a înălța spre cer.”

Articolul a concluzionat:

„În viitor, controlul rapid al zborului apodidei ar putea inspira o nouă generație de ingineri să dezvolte micro-vehicule robotice care își pot modifica forma pentru a zbura cu agilitatea, eficiența și capacitățile de decolare și aterizare scurtă a insectelor și păsărilor.”8

Apodidele navighează în somn!

Apodidele adesea zboară la înălțimi mari pe timp de noapte—3000 m, de fapt, la fel de înalte ca avioanele private mici—totuși apodidele sunt capabile de realizări de navigație mai sofisticate decât acestea. Și o fac în timpul somnului (o apodidă își oprește jumătate din creier la un moment dat).

Dr. Johan Bäckman, expert în migrația păsărilor, de la Universitatea Lund din Suedia, a studiat peste 200 de apodide folosind radarul. El a descoperit că își mențineau traseul printr-o metodă neașteptată. În loc să folosească repere terestre, ele determinau direcția folosind vântul,14 ca să nu fie deviate. Dr. Bäckman a spus:

„Am constatat că apodidele au o abilitate extraordinară de a se orienta în raport cu vântul. Chiar și cele mai avansate avioane, cu instrumente de navigație bune, probabil că nu ar fi în stare să evalueze vântul în acest fel. Lucrul remarcabil este că ele fac toate acestea în timp ce zboară noaptea și dorm la aceste altitudini foarte mari.”15

Controlul superior al zborului și navigația superioară sunt exact ceea ce ne-am aștepta de la imaginea biblică—păsările au fost create de un Designer a cărui strălucire depășește înțelegerea noastră.

References and Notes

  1. See (engl.) McIntosh, A., 100 years of airplanes—but these weren’t the first flying machines! Creation 26(1):44–48, 2003; creation.com/airplanes. Înapoi la text
  2. Vezi si (engl.) Q&A: Did birds really evolve from dinosaurs?; creation.com/dinosaurs#birds. Înapoi la text
  3. Sarfati, J., Skeptics/Australian Museum ‘Feathered Dinosaur’ display: Knockdown argument against creation? creation.com/dinodisplay, 26 November 2002. Înapoi la text
  4. Multe explicații despre zborul aviației și a avionului implică efectul Bernoulli, în care curgerea mai rapidă a unui fluid scade presiunea. Deci, fluxul de aer mai rapid din partea superioară înseamnă că o presiunea mai mare pe fundul aripii produce portanță. Cu toate acestea, acesta este un motiv secundar mai degrabă decât motivul principal pentru ridicare. Studii mai recente subliniază Legea a 3-a a lui Newton. Odată ce există o întoarcere în flux, atunci va exista o forță asupra obiectului care o face. Există două motive pentru care mișcarea înainte determină ca aripile să devieze aerul în jos: în primul rând, aripile sunt înclinate ușor în sus în curentul de aer (un „unghi de atac” pozitiv); în al doilea rând, efectul Coandă, unde un fluid urmează curba suprafeței, care de la suprafața superioară merge în jos. Vezi Anderson, D. și Eberhardt, S., Înțelegerea zborului, McGraw-Hill, 2001; home.comcast.net. Profesorul Andy McIntosh (vezi resursele asociate, de mai sus) îi învață pe elevii săi că portanța fundamentală se datorează circulației (termenul tehnic pentru întoarcerea fluxului), care va genera o ascensiune prin reacție. Debitul lasă marginea posterioară a unei aripi reale fără probleme (condiția Kutta) care presupune circulația. Liftul este dat de l = ρvg, unde l = portanța pe unitatea de aripă, ρ = densitatea, v = viteza, g = puterea de circulație (teorema lui Kutta-Zhukovsky). Înapoi la text
  5. Vedea (engl.) Sarfati, J.D., Refuting Evolution, ch. 4, Creation Ministries International, Brisbane, Australia, 1999–2004. Înapoi la text
  6. Matthews, M., Scientific American admits creationists hit a sore spot: Need for a ‘new paradigm’ in bird evolution; creation.com/sciamsore, 13 March 2003. Înapoi la text
  7.  Videler, J.J., Stamhuis, E.J. and Povel, G.D.E., Leading-edge vortex lifts swifts, Science 306(5703):1960–1962, 10 December 2004. Înapoi la text
  8. Müller, U.K. and Lentink, D., Turning on a dime, Science 306(5703):1899–1900, 10 December 2004. (comment on ref. 7). Înapoi la text
  9. Cited in Britt, R.R., Secret of Bird Flight Revealed (Hint: Think Fighter Jets), Live Science, livescience.com, 9 December 2004. Înapoi la text
  10. A fluid is a liquid or a gas. It doesn’t matter what fluid is used, as long as a ratio of velocity and viscosity called the Reynold’s Number is constant. This number is a ratio of inertial to viscous forces named after the British engineer Osborne Reynolds (1842–1912), given by Re = ρvl/μ, where ρ is density, v is mean velocity, l is a characteristic length and μ is viscosity. These researchers used a 1.5-times-enlarged scale model in a water tunnel, which was easier to analyze than using a wind tunnel. Înapoi la text
  11. As a pilot reduces an aircraft’s speed, the angle of the wing to the air has to increase to maintain lift (the pilot pulls back on the stick or control column). But there comes a point where the smooth flow of air over the wing’s top surface suddenly fails and so the wing loses all its lift. The nose of the aircraft suddenly pitches down, causing an accident if it happens near the ground.  Înapoi la text
  12. Insects—defying the laws of aerodynamics? Creation 20(2):31, 1998; Brookes, M., On a wing and a vortex, New Scientist 156(2103):24–27, 11 October 1997.  Înapoi la text
  13. Vulture vortex victory, Creation 21(3):8, 1999; Flying, January 1999, p. 109.  Înapoi la text
  14. Bäckman, J. and Alerstam, T., Harmonic oscillatory orientation relative to the wind in nocturnal roosting flights of the swift Apus apus, Journal of Experimental Biology 205:905–910, 2002. Înapoi la text
  15. Cited in Day, E., Revealed: how the swift keeps to its course at 10,000 feet—even as it sleeps: New research reveals navigational skills of the bird that outperforms the most advanced aircraft, Sunday Telegraph, p. 11, 14 March 2004. Înapoi la text

Helpful Resources

Evolution: Good Science?
by Dominic Statham
US $13.00
Soft cover