מדוע לעופות גדולים יש כנפיים שחורות?
חוקרים מניו מקסיקו גילו איך צבע הכנפיים יכול להשפיע על איכות הדאייה של עופות גדולים – וגם של כלי טיס מעשה ידי אדם
לא כל יום קבוצת מהנדסים מפרסמת מחקר שעוסק במעוף הציפור. ובכל זאת, באוניברסיטת ניו מקסיקו בארצות הברית מאמינים שהבנה מעמיקה יותר של בעלי החיים המעופפים תעזור להם לבנות מטוסים ודאונים יעילים יותר.
אחת התכונות החשובות של דאון וגם של כלי טיס לא מאוישים, היא היכולת לדאות באוויר זמן רב עם כמה שפחות בזבוז אנרגיה. אין מקום טוב יותר מהטבע עצמו כדי לקבל השראה לשיפורים בטכנולוגיית התעופה. דאייה היא תעופה פסיבית בכנפיים פרושות שכמעט ולא נעות. שיטת התעופה הזו מאפיינת ציפורים גדולות וכבדות בעלות שטח כנף גדול, כמו נשרים, שקנאים, חסידות ואלבטרוסים. הציפור מנצלת זרמים של אוויר חם שעולה למעלה כדי לתפוס עליהם טרמפ ולהתרומם בלי להשקיע הרבה אנרגיה.
כשניסו להבין מה במאפיינים הפיזיים של הציפורים עוזר להן לדאות, תהו החוקרים אם גם צבע הכנפיים עשוי להשפיע. אחת התכונות המשותפות לרבות מהציפורים הדואות הוא שהכנפיים שלהן שחורות מלמעלה ולבנות למטה. כאלה הן למשל כנפיו של האלבטרוס, עוף ימי בעל מוטת כנפיים מרשימה של 3.5 מטרים, שמסוגל לעוף למרחק של 16 אלף קילומטר.
תיאוריות רבות הציעו הסברים לסיבת הצבע השחור של הכנפיים, החל בהסוואה וכלה בחיזוק מבנה הכנף. אך זו הפעם הראשונה שמסתכלים על התמונה מזווית התרומה של צבע הכנף לתעופה. צוות המחקר ניסה לברר אם לצבע השחור שלה יש השפעה על יכולת התעופה והדאייה של הציפור. כדי לבדוק את זה התמקדו בדוגמה של צבע כנפי האלבטרוס.
בעזרת חישובים פיזיקליים ותרמיים גילו החוקרים שהשטח העליון השחור של הכנף סופג אור שמש ביעילות רבה, ולכן הוא חם בעשר מעלות צלזיוס מתחתית הכנף. כבר שנים רבות ידוע שכוח העילוי שמופעל הכנף נובע מהמבנה שלה, שמאלץ את האוויר הזורם מעליה לנוע מהר יותר מזה שזורם תחתיה.
על פי המודל החישובי החדש, שלוקח בחשבון גם את הטמפרטורה השונה מעל הכנף ומתחתיה עקב ההבדלים בצבע, האוויר שזורם מעל הכנף מתחמם ולכן צפיפותו נמוכה יותר מהאוויר הזורם מתחת לכנף. לפי עיקרון ברנולי, הפרש המהירויות והטמפרטורות משתי התופעות יחד מוריד את לחץ האוויר על פני השטח העליון של הכנף, מפחית את הגרר וכך מגביר את כוח העילוי שעוזר לציפור לדאות.
תוצאות המחקר מציעות הסבר חלופי נוסף לצבע הכנפיים השחור של ציפורים דואות, אמנם התוצאות הן אנליזות מתמטיות וחישוביות אבל ניתוח מסוג זה יכול להיות מאוד מועיל במחקר ופיתוח של דור חדש של דאונים ומטוסים, מאוישים או לא מאוישים.
יעל גרופר, מאסטרנטית במכון ויצמן למדע וכתבת באתר מכון דוידסון
לפנייה לכתב/ת 
