Unladen Swallow의 대기 속도 추정

두 아프리카 종에 대한 운동 학적 데이터를 찾기가 어려웠지만 Barn 또는 European Swallow (Hirundo rustica)가 집중적으로 연구되었으며 운동 학적 데이터가 있습니다. 그 종은 쉽게 구할 수있었습니다.

무게 비율에 대한 간단한 질문입니다.

54 년 동안의 유럽 제비 26,285 마리에 대한 조사는 Avian Demography Unit에서 University of Capetown은 평균적인 성인 유럽 제비의 날개 길이가 12.2cm이고 몸무게가 20.3g이라는 것을 발견했습니다 .4

날개 박동 빈도와 날개 진폭은 모두 신체 질량, 5 및 비행 운동 학적으로 확장되기 때문입니다. 최소 22 종의 다른 조류에 대한 데이터를 사용할 수 있습니다 .6 유사 종과의 비교를 통해 유럽 제비의 빈도 (f)와 진폭 (A)을 추정 할 수 있어야합니다. 이 두 숫자로 대기 속도 (U)를 추정 할 수 있습니다.

대기 속도를 유지하려면 제비가 1 초에 43 번 날개를 쳐야합니다.

사실, 틀 렸습니다. 유럽 제비를 체질량이 비슷한 새 종과 비교하면 제비가 18cm의 진폭으로 초당 18 회 날개를 치는 것으로 추정 할 수 있습니다.

체질량 주파수 진폭
얼룩말 핀치 13 g 27Hz 11cm
유럽 제비 20g ≈ 18Hz? ≈ 18 cm?
다우니 딱따구리 27g 14Hz 29cm
사랑 앵무 34g 14Hz 15cm

작은 얼룩말 핀치조차도 순항하는 동안 초당 27 회 이상 날개를 펄럭입니다.

체질량을 무시하고 새만 바라 본다면 sp 날개 길이가 비슷한 경우 평균 주파수는 초당 14 회, 진폭은 23cm로 추정 할 수 있습니다.

윙스 팬 빈도 진폭
사랑 앵무 27cm 14Hz 15cm
유럽 제비 ≈ 28 ~ 30cm ≈ 14Hz? ≈ 23cm?
다우니 딱따구리 31cm 14Hz 29cm
유럽 Starling 35cm 14Hz 26cm

6 개의 값을 모두 평균화하면 평균 유럽 제비가 초당 약 15 비트의 주파수와 약 22cm의 진폭으로 순항 속도로 날아가는 것으로 추정 할 수 있습니다.

좀 건너 뛰세요, Brother

Cruising Flight의 Strouhal Number에 대한 지난 달 기사에서는 진폭 대 파장을 그래프로 표시하는 비행 파형을 단순화하여 차원이없는 스트 롤 비율 (fA / U)을 시각화하는 데 얼마나 유용한 지 보여주었습니다. 효율적인 순항 비행 중에 0.2–0.4 범위에 속하는 매개 변수입니다.

예상 날개 박동 진폭이 24cm 인 European Swallow 비행의 경우 예상 순항 비행 패턴은 Strouhal 수 ( St) /0.2 :

… 덜 효율적인 0.4 :

첫 번째 다이어그램 (St = 0.2)이 정확하다면 European Swallow의 순항 속도는 대략 초당 16 미터 (초당 15 회 * 박동 당 1.1 미터)입니다. 두 번째 다이어그램 (St = 0.4)이 정확하다면 European Swallow의 순항 속도는 초당 8 미터 (초당 15 회 * 박동 당 0.55 미터)에 가까울 것입니다.

정착하면 중간 Strouhal 값 0.3 :

유럽 제비의 대기 속도는 초당 약 11 미터 (초당 15 회 * 0.73)로 추정 할 수 있습니다. 박동 당 미터).

세를 세어야하는 숫자는 3입니다.

공표 된 공식을 사용하여 대기 속도를 예측할 수도 있습니다. 이 중간 점 Strouhal 비율 0.3 (fA / U ≈ 0.3)을 반전함으로써 Graham K. Taylor et al. 경험상 비행 동물의 속도는 주파수 x 진폭의 약 3 배 (U ≈ 3fA)입니다 .5

이제 숫자 만 입력하면됩니다.

U ≈ 3fA
f ≈ 15 (초당 비트)
A ≈ 0.22 (비트 당 미터)
U ≈ 3 * 15 * 0.22 ≈ 9.9

… 짐을 싣지 않은 유럽 제비의 속도가 초당 10 미터라고 추정합니다.

아, 네, 동의합니다

추가 연구를 통해이 추정치가 우연 일지라도 정확하다는 것이 분명해졌습니다.

실제 연구 스웨덴 룬드의 낮은 난기류 풍동에서 날아 다니는 두 마리의 유럽 제비는 제비가 내 예상보다 훨씬 느리게 날개를 펄럭이며 초당 7 ~ 9 회에 불과한 것을 보여줍니다.

“비슷한 크기의 다른 종에 비해 제비는 날개 박동 빈도가 매우 낮고 날개가 비교적 길다.” 7

새가 유지할 수있는 최대 속도는 초당 13–14 미터였으며 Lund 연구에서는 특히 순항 비행에 대해 논의하지 않았지만 가장 효율적인 날개 짓 (7 초당 박동수)는 진폭이 90–100 & deg (17–19cm) 인 초당 8-11 미터 범위의 속도에서 발생했습니다.

그리고 매우 기뻤습니다

위의 수치를 평균화하여 순항 비행을위한 Strouhal 방정식에 연결 (fA / U = 초당 7 회 * 박동 당 0.18 미터 / 초당 9.5 미터) 대략 0.13의 Strouhal 수를 생성합니다.

… 예상 범위 인 0.2–0.4보다 훨씬 낮은 놀랍도록 효율적인 비행 패턴을 나타냅니다.

확실한 답변은 물론 추가 측정, 발표 된 종 전체 날개 길이 및 체질량의 평균, 이러한 평균 및 종 간 비교를 기반으로 한 초기 Strouhal 추정치가 필요하지만 Lund wind t 다양한 속도로 날아가는 새에 대한 연구를 수행하고 해당 연구를 기반으로 수정 된 Strouhal 수치를 통해 유럽 제비의 평균 순항 속도는 초당 약 11 미터 또는 시속 24 마일이라고 추정했습니다.

아시리아의 수도는 어디입니까?

추가 답변을 찾는 사람들에게 앗수르 (또는 칼라 트 셰르 카트), 칼라 (또는 님 루드)는 단명 한 두르 족이었습니다. Sharrukin (또는 Khorsabad) 및 Nineveh.8 4 개의 고대 도시의 폐허는 모두 현대 이라크에 속합니다.

의견과 질문을 작성해 주신 모든 분들께 감사드립니다. Graham Taylor 박사의 수정 된 추정치 및 일부 대체 이론과 함께 응답이 여기에 게시됩니다.

  1. Chris & Tilde Stuart
    Birds of Africa : From Seabirds Seed-Eaters
    MIT Press (1999)
  2. G. L. Maclean
    남아프리카의 로버츠 새들
    John Voelcker Bird Book Fund, 남아프리카 케이프 타운 (1985)
  3. Graham Chapman, John Cleese, Eric Idle, Terry Gilliam, Terry Jones , Michael Palin
    Monty Python and the Holy Grail
    Python (Monty) Pictures Ltd. (1975)
  4. 조류 인구 통계 단위
    유럽 제비 (Hirundo rustica)의 SAFRING 결과
    케이프 타운 대학교 통계 과학과 (2002)
  5. Graham K. Taylor, Robert L. Nudds, Adrian LR Thomas
    높은 전력 효율을 위해 조정 된 Strouhal 번호로 비행 및 수영 동물 순항
    Nature 425, 707–711 (2003 년 10 월 16 일)
  6. University of Oxford Zoology Department의 Graham Taylor와 이메일 서신 (2003 년 10 월 22-23 일)
  7. Kirsty J. Park, Mikael Rosén, Anders Hedenström
    풍동에서 다양한 속도에 걸친 축사 제비 (Hirundo rustica)의 비행 운동학
    실험 생물학 저널 204, 2741–2750 (2001)
  8. 아슈르 체리
    아시리아 역사
    메소포타미아 백과 사전 (2001)

Leave a Reply

답글 남기기

이메일 주소를 발행하지 않을 것입니다. 필수 항목은 *(으)로 표시합니다