Существует миф о том, как учёные будто бы пришли к выводу, что шмели не должны летать, так как это противоречит законам физики. Мы решили проверить, правда ли это.

Спойлер для ЛЛ: полёт шмеля противоречит не законам физики и аэродинамики, а только той модели, которую учёные применяли к изучению механики его полёта в 1930-е

«По законам физики шмель летать не должен, но он не знает об этом и поэтому летает» — эта расхожая шутка очень популярна в интернете. Она встречается в сборниках цитат, постах в Twitter и Instagram и даже в рекламе одной аудиторской фирмы! Вопрос, правда ли это, часто задают на сервисах вопросов и ответов. Мем про шмеля, который не должен летать, приобрёл настолько большую популярность в интернете, что попал даже на «Луркмор». Упоминал об этом и Михаил Веллер в книге «Ножик Серёжи Довлатова». Кстати, то же самое вменяют в вину и пчёлам, ближайшим родственникам шмелей, а создатели мультфильма «Би муви: Медовый заговор» даже вынесли эту фразу в эпиграф.

В 1934 году французский зоолог, а по совместительству авиаинженер Антуан Маньян написал книгу «Полёт насекомых», в которой доказывал, что по законам аэродинамики шмели летать не должны. Он опирался на расчёты, сделанные его помощником, математиком Андре Сент-Лагом. Маньян писал: «Я применил законы сопротивления воздуха к насекомым и пришёл вместе с господином Сент-Лагом к заключению, что их полёт невозможен». Учёные считали, что размер крыльев шмелей (Маньян «запретил» летать не только им, но и некоторым другим насекомым) слишком мал для того, чтоб поднять в воздух тело такого размера. А ведь шмели и пчёлы собирают пыльцу, от чего их вес ещё увеличивается.

С математикой сложно спорить, и тем не менее шмели как летали до выхода книги Маньяна, так и продолжили после. Неужели их существование действительно нарушает законы физики? На самом деле, конечно, нет. Многие учёные-энтомологи уже не раз опровергали заявление Маньяна. Были ли его расчёты неверны? Нет, они были сделаны корректно, вот только, будучи ещё и авиаинженерами, учёные предполагали, что крылья насекомых движутся по тому же принципу, что и крылья самолёта. И если бы это было так, шмели, пчёлы и некоторые другие насекомые действительно могли бы разве что ползать.

Но не стоит строго судить Маньяна за это заблуждение. Шмели совершают от 150 до 300 взмахов крыльев в минуту, и уследить за этим процессом невооружённым глазом действительно непросто. Современные технологии позволили учёным точнее изучить полёт насекомых. Так, физик из Университета Корнелла Чжэн Джейн Ван доказала, что шмели не нарушают никаких принципов аэродинамики. Для этого ей понадобилось провести несколько сотен часов за суперкомпьютером, который производил моделирование и расчёты. Конечно, таких инструментов в 30-е годы XX века ещё не было.

Так как же летают шмели? Они не просто машут крыльями вверх-вниз (это, кстати, видно и на видео выше), а совершают сложные движения, создавая вокруг себя вихревые потоки воздуха, которые и держат их в полёте. В книге «Беспозвоночные. Новый обобщённый подход» Роберт Барнс, Питер Кейлоу и ещё несколько учёных зоологов описывают этот процесс так: «Когда крылья насекомого смыкаются и затем расходятся, передние, более жёсткие их края разъединяются первыми и воздух устремляется в область низкого давления, возникающую между крыльями. Работа затрачивается на ускорение массы воздуха, закручивающегося вокруг крыла, а сила противодействия включает как подъёмную, так и тяговую составляющие. Как только движение воздуха достигает максимальной скорости, крылья перестают совершать полезную работу до тех пор, пока вихрь не будет "сброшен", что произойдёт при смене крылом направления движения в нижней его точке».

Биолог Майкл Дикинсон из Вашингтонского университета и его коллеги из Калифорнийского технологического института с помощью технологии высокоскоростной фотографии изучили полёт шмелей, пчёл и других насекомых. Они выяснили, что весь секрет заключается в нетрадиционной комбинации коротких, прерывистых взмахов крыльев, быстрого вращения крыла, когда оно переворачивается и меняет направление, и очень высокой частоты взмахов крыльев. Но даже сейчас, спустя почти 90 лет после исследований, проводимых Маньяном, полёт шмелей, пчёл и других подобных насекомых изучен не до конца. Физики и зоологи продолжают их исследовать, меняя внешние условия среды, как сделали учёные Стэнфордского университета. Они заметили, что в зависимости от плотности воздуха движения крыльев насекомых меняются.

Таким образом, механика полёта шмеля довольно сложна и, главное, далека от принципов полёта самолётов, которые брал за основу Маньян. А значит, то, что шмели могут летать, противоречит не законам физики и аэродинамики, а только той модели, которую учёные применяли к изучению механики полёта шмеля в 1930-е.

Наш вердикт: заблуждение

Другие проверки

Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и во Вконтакте

В сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла)

Аудиоверсии проверок в виде подкастов c «Коммерсантъ FM» доступны в «Яндекс.Подкасты», Apple Podcasts, «ЛитРес», Soundstream и Google.Подкаст

Как то у меня на открытом окне на подоконнике стояли простые жёлтые цветочки... Услышав жужжание, я схватила камеру и притаилась в засаде, почти не дыша... Оказалось, что прилетел шмель, покушал себе спокойно, умылся, почистил лапки, сложил усики и уснул прямо в цветке))...
Снято на Nikon D90 + Sigma 105 mm/ f2.8