forza del vento
Un'immagine del barbagianni Lily in galleria del vento. Credito Immagine Cheney et al.

Per capire come gli uccelli affrontano la forza del vento, un team di scienziati dell’Università di Bristol e del Royal Veterinary College hanno portato un barbagianni di nome Lily in galleria del vento. Il loro studio ha svelato ulteriori dettagli sul volo degli uccelli che potrebbero rivelarsi di ispirazione per piccoli velivoli.

 

Gli uccelli superano la forza del vento

Come ha spiegato il dottor Shane Windsor del Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell’Università di Bristol, gli uccelli volano abitualmente con vento forte vicino ad edifici e terreno, spesso con raffiche forti tanto quanto la loro velocità di volo. Quindi la capacità di far fronte a forti ed improvvisi cambiamenti di vento è essenziale per la loro sopravvivenza.”

Il dottor Windsor vuole dunque capire quali sono i meccanismi che consentono agli uccelli di superare le difficoltà a cui il vento li sottopone, spesso superandole meglio dei velivoli super ingegneristici.

 

Come portare un barbagianni in galleria del vento

Dai risultati dello studio è emerso che le ali degli uccelli agiscono come un sistema di sospensione per far fronte alle mutevoli condizioni del vento. Il team ha utilizzato una combinazione innovativa di ricostruzione della superficie 3D basata su video ad alta velocità, scansioni di tomografia computerizzata (TC) e fluidodinamica computazionale (CFD) per capire come gli uccelli respingono le raffiche attraverso il morphing (la trasformazione fluida, graduale e senza soluzione di continuità tra due forme diverse, delle ali, cioè forma e postura delle ali.

Per realizzare questo esperimento, condotto nel Laboratorio di struttura e movimento del Royal Veterinary College, i ricercatori hanno dunque eseguito delle riprese mentre il barbagianni Lily si trovava in galleria del vento ad affrontare raffiche di cui la più forte era pari alla sua velocità di volo.

Il professor Richard Bomphrey del Royal Veterinary College, ha raccontato con entusiasmo l’esperimento, dichiarando che l’esperimento prevedeva inizialmente “raffiche molto delicate nel caso Lily avesse avuto difficoltà, ma presto si è scoperto che, anche alle più alte velocità di raffica che potevamo raggiungere, Lily era imperturbabile; è volata dritta attraverso la raffica per ottenere la ricompensa di cibo tenuta dal suo addestratore, Lloyd Buck.”

I ricercatori hanno notato che durante tutto l’esperimento, Lily ha volato sempre con la testa ed il corpo sempre ben stabili culla sua traiettoria, come se volasse con un sistema di sospensione. Analizzando il movimento di Lily, il team ha compreso che l’effetto del sistema di sospensione non era dovuto solo all’aerodinamica, ma anche della massa delle ali.

Secondo lo studio, la parte più veloce dell’effetto di sospensione è incorporata nella meccanica delle ali. Un’ala ha un punto dolce e la forza della raffica agisce vicino a questo riducendo notevolmente il disturbo al corpo durante la prima frazione di secondo. “Il processo è automatico e fa guadagnare il tempo sufficiente perché altri processi di stabilizzazione intelligenti entrino in azione”, ha aggiunto il dott. Jonathan Stevenson dell’Università di Bristol.

Ph. Credit: Dr. Jorn Cheney del Royal Veterinary College et al 2020