Tilbake til siden HVORDAN SOMMERFUGLER FLYR

Sommerfugler - Take off - Rett bakover

Ole Terland, 311015. Originale data. Kopiering tillatt mot å referere til Ole Terland og oppgi denne sides internettadresse.

Rapssommerfugl (Pieris napi), 160615, Blindheimsdalen (Bergen). Denne Rapssommerfuglen satt slik til at det var umulig å fly framover. I det jeg filmet (300 rammer/s), ble sommerfuglen skremt opp av en bil. Den fløy da rett bakover med en 15 graders bane oppover. Jeg har ikke funnet litteratur om bakoverflyvning hos sommerfugler. Her dokumenteres at en sommerfugl kan fly, villet og kontrollert, bakover.

Alle avstander er relatert til framvingens lengde, som er anslått å være 20 mm. En rapssommerfugl veier 60 mg (avrundet gjennomsnittsverdi). Ved startstidspunktet holdes kroppen (hode-thorax-abdomne) der hodet peker oppover i en vinkel på ca 80 grader i forhold til horisontalplanet. 1. Etter 13 ms er nedoverslaget ca 90 grader. Etter 16,5 ms er nedoverslaget 120 grader, og sommerfuglen har kommet 5 mm bakover og oppover (15 graders bane). Fra og med 16,5 ms er flyhastigheten (bakover/oppover) konstant 0,62 m/s til sommerfuglen forsvinner ut av bildet. 2. Akselerasjonen er 38 m/s/s (basert på at hastigheten har økt fra 0 til 0,62 m/s i løpet av 16,5 ms). 3. En akslerasjon på 39 m/s/s tilsvaer 4G. Men en kroppsvekt på 60 mg, kan en bergene at kraften vingene genererer under nedoverslaget fra 0 til 120 grader er 2,3 mN (tilsvarer omtrent 230 mg, eller omtrent 4 x sommerfuglens vekt). Sett i forhold til at aktuelle flyvemuskler (thorax' dorsolongitudielle muskler) veier omkring 6 mg, er kraftutviklingen slik at 6 mg muskel genererer en løftekraft på 230 mg. Etter ca 120 grader, skapes ikke løftekraft. Det aller meste av løftekraften genereres mellom 45 og 120 grader, med maksimal kraftutvikling omkring 90 grader. Tallet 2,3 mN er derfor en gjennomsnittsverdi. 4. Sommerfuglen holder deretter en fast hastighet på 0,62 m/s de neste 43 ms (den forsvinner da ut av bildet). 5. Sommerfuglen fortsetter nedoverslaget til 170-180 grader. Sommerfuglen holder vingene i nedre posisjon i 26 ms. Ved at vingene holdes i vinkelen 170-180 grader vil luftmotstanden være minimal, hvilket forklarer at den initialt påførte kraft, kan føre sommerfuglen totalt 30 mm, kun basert på det første halve nedoverslaget. 6. Sommerfuglen forsvinnet ut av bildet når det første oppoverslaget er kommet til ca 125 grader. 7. Sommerfuglen endrer kroppens stilling under flyvningen: på det siste bildet står sommerfuglen loddrett i luften. Sommerfuglen har rotert fra 80 til 90 grader under aktuelle flukt.

Bildene under er i tidsriktig tidsrekkefølge. Det er 3,3 ms mellom hvert bilde. Første nedoverslag har startet ved bilde nr 3.

Hvilestilling, vingene er ført rett opp. Vingeutslag er 0 grader. Sommerfuglen sitter stille på blomsten

Vingene er ført framover, men ikke begynt å slå til sidene. Sommerfuglen sitter stille på blomsten. Vingeutslag er fortsatt 0 grader.

Nedoverslaget har startet. Full dynamisk kontraksjon i dorsolongitudinell muskulatur. vingeutslag er 3-5 grader. Sommerfuglen sitter fortsatt på blomsten. t=0.

Nedoverslaget fortsetter. Sommerfuglen har løftet seg 1 mm. Sannsynligvis er dette fraspark via bena, og ikke en respons på vingeslaget. Sommerfuglen sitter fortsatt på blomsten.

Nedoverslaget fortsetter. Vingeutslag ca 45 grader. Sommerfuglen har flyttet seg noen millimeter. Jeg mener at bena fremdeles har kontakt med blomsten.

Nedoverslaget fortsetter. Vingeutslag ca 80 grader.

Nedoverslaget fortsetter. Vingene peker rett ut, 90 grader. Føttene har ikke kontakt med blomsten. Sommerfuglen er "airborn". 7 ms etter start (bilde nr 3).

Nedoverslaget fortsetter.

Nedoverslaget fortsetter.

Nedoverslaget fortsetter.

Nedoverslaget fortsetter. Det er 3,3 ms mellom hvert bilde.

Nedoverslaget er 180 grader. Sommerfuglen kan sammenlignes med en pil som er kastes bakover. Når vingene er klappet helt sammen i nedre posisjon, er det minimal luftmotstand.

Fortsatt 180 graders nedoverslag. Ved normal framoverflyvning ville vingene allerede vært under oppoverslag.

Fortsatt nedoverslag ved 180 grader.

Her har oppoverslaget startet. Ved vingeroten er det en tydelig vinkel som er lavere enn 180 grader, men kurvaturen (lengderetningen) gjør at vingespissene fortsatt er ganske nær hverandre. Dette bildet illustrerer at det er vanskelig å angi nøyaktig vinkel for vingenes stilling.

Oppoverslaget fortsetter. Redusert vinkel ved vingeroten, og noe større avstand mellom vingespissene. Det er de fysiske egenskapene ved vingens struktur som forklarer kurvaturene i vingens lengderetning.

Oppoverslaget fortsetter.

Oppoverslaget fortsetter.

Oppoverslaget fortsetter. Jeg anslår vingeutslaget til 135 grader. Selv om vingene nå står slik at de nødvendigvis vil generere luftmotstand, holder sommerfuglen fortsatt konstant hastighet (se oppsummeringsfigur under).

TEXT

Sommerfuglen forsvinner her ut av filmen. Hva som videre skjer vet jeg ikke. Men se Siden Take-off 3, der jeg følger også vingeslag nr 2.

Oppsummering Rødt: Vingeutslag (0 grader: vingene peker rett opp; 90 grader: vingene peker rett ut; 180 grader: vingene peker rett nedover). Blått: Avstand i mm fra start Oppsummeringen viser: -Etter ca 16 ms er hastigheten lineær i de neste 40 ms. -Ut fra vingeslaget er kraftutviklingen - dvs kraften som gir dyttet bakover - over etter 16 ms. -Ved at vingene holdes i nedre posisjon (> 135 grader) er luftmotstanden redusert til et minimum, derfor fortsetter sommerfuglen bakover med uforandret fart -Det er den kinetiske engergi dyret fikk av det første dyttet som er drivkraften fra 16 ms og utover. -Sommerfuglen holder en bane oppover på ca 15 grader (ikke vist i denne figuren, se bildene).

Oppsummering: - En sommerfugl kan fly rett bakover - En sommerfugl kan holde nedoverslaget på 170-180 grader over lengre tid, i dette tilfellet 26 ms - En sommerfugl kan altså forsinke oppoverslaget slik at vingene holdes i vinkelen 180-170 grader over lengre tid. - Ved å holde vingene i vinkelen 170-180 grader, minimeres luftmotstanden når sommerfuglen flyr rett bakover (oppoverbanen var ca 15 grader). Den oppnår da å fly 30 mm rett bakover, drevet av den den kinetiske energi som ble tilført av det første halve nedovervingeslaget. Det initiale nedoverslaget har generert tilstrekkelig "push" til å føre sommerfuglen 30 mm bakover i en svak bane oppover. Sommerfuglen har steget ca 8 mm mot tyngekraften. Det betyr at vingene har generert en kraft som er noe høyere enn det som er er basert på hastigheten alene. Ut fra data på denne internettsiden kan vi fastslå: Sommerfuglen kan kontrollere sine flyvemuskler slik at den kan holde vingene i nederste posisjon over en lengre tidsperiode. I tillegg til dynamisk kontraksjon, kan sommerfuglen holde en statisk kontraksjon over en lengre periode. Forbehold: Jeg er ikke utdannet biolog og har ikke skolering innen vitenskapen om sommerfugler. Teksten er ikke gjennomlest av referee med relevant bakgrunn. Teksten må tas med dette forbehold. Alle data (fotos med tidsangivelse) er autentisk korrekt.