Raadsel van het vliegen van insekten opgelost

GELEERDEN hebben zich lang afgevraagd hoe insekten, met hun zware lichaam en vliesdunne vleugels, in de lucht kunnen blijven. Deze nietige diertjes schijnen de conventionele beginselen van de aërodynamica te tarten. Onderzoekers aan de Cambridge University in Engeland hebben nu ontdekt hoe insekten deze schijnbaar onmogelijke prestatie leveren.

Om het vliegen van insekten te bestuderen, bonden de wetenschappers een katoenen draad om een pijlstaartvlinder en zetten die in een windtunnel. Zij pompten niet-giftige rook door de tunnel en keken hoe de rook zich verplaatste als de vlinder zijn vleugels op en neer bewoog. Vervolgens construeerden zij een tienmaal zo groot mechanisch model dat zijn vleugels honderdmaal zo traag bewoog en sloegen de nu goed te onderscheiden effecten gade. Zij merkten dat wanneer de vleugel van de vlinder aan zijn neerwaartse beweging begint, er een vortex of werveling van lucht aan de wortel van de vleugel ontstaat. De daaruit voortvloeiende lage druk boven de vleugel zorgt voor lift of stijgkracht, waardoor het insekt opwaarts wordt getrokken. Zou de vortex ophouden, dan zou de vlinder lift verliezen en op de grond vallen. In plaats daarvan verplaatst de luchtwerveling zich langs de voorrand van de vleugel naar de vleugelpunt, en de aldus door de neerwaartse beweging ontstane lift, equivalent aan anderhalf maal het gewicht van de vlinder, stelt het insekt in staat met gemak te vliegen.

Luchtvaarttechnici wisten al dat vliegtuigen met deltavleugels (zo genoemd omdat de vleugel op de Griekse letter Δ lijkt) wervelingen aan hun vleugelpunten veroorzaken, die lift teweegbrengen. Maar nu zij weten hoe wervelingen lift verschaffen aan insekten die hun vleugels op en neer bewegen, willen zij bestuderen hoe zij dit verschijnsel kunnen benutten in het ontwerp van propellers en helikopters.