De vliegkunst van de vleermuis

Extra vortex helpt luchtweerstand omzeilen

Met behulp van een stoommachine, een stroboscoob en een camera kunnen de luchtwervels die een vliegende vleermuis veroorzaakt zichtbaar worden gemaakt in de computer. (Foto: Science)
Zoom
Met behulp van een stoommachine, een stroboscoob en een camera kunnen de luchtwervels die een vliegende vleermuis veroorzaakt zichtbaar worden gemaakt in de computer. (Foto: Science)

Wat doet een flapperende vleermuis anders dan een vliegende vogel? Hij veroorzaakt tijdens zijn vlucht twee vortexen, en een vogel maar een.

Als vogels vliegen bewegen ze hun vleugels door de lucht: op en neer en op en neer. De neerwaartse beweging is logisch: lucht die zich onder de vleugels bevindt wordt op die manier naar beneden geduwd en de vogel naar boven. De neerwaartse is problematischer, deze duwt het dier theoretisch weer terug naar de grond. Maar daar heeft het beestje iets op gevonden: de vleugels bestaan uit afzonderlijke delen die gekanteld kunnen worden, als lamellen. Daardoor kan de vleugel zonder al te veel luchtweerstand weer terug naar boven bewegen. Dit trucje is leuk voor vogels, maar vleermuizen schieten er niet veel mee op. Hun vleugels bestaan niet uit afzonderlijke delen. Als ze de membraanvliezen terug naar boven bewegen, zouden ze zelf weer naar beneden moeten bewegen. Toch gebeurt dat niet. Ecoloog A. Hedenström van de Lund Universiteit in Zweden en zijn collega’s uit Zweden en Amerika zochten uit hoe vleermuizen dit oplossen. Hun resultaten presenteren ze deze week in het vakblad Science. Als vleermuizen vliegen veroorzaken ze stroming in de lucht. Deze vortex is een soort voetafdruk van de bewegingen van de vleermuisvleugel. Door die te bestuderen hoopten de onderzoekers meer inzicht te krijgen in het vleugelgebruik van de dieren. Daarom lieten ze twee nectar-etende vleermuizen ‘Glossophaga soricina’ door een tunnel vliegen waar ze stoom in bliezen. Met behulp van een stroboscoob en een camera konden ze de luchtwervels vervolgens heel precies vastleggen. Uit deze beelden konden Hedenström en collega’s opmaken dat de vleermuisjes, als ze langzaam vliegen, hun vleugels onderstboven kantelen als ze ze naar boven bewegen. Zo maken ze de luchtweerstand minimaal. Bij hogere snelheden trekken ze hun vleugels juist dichter naar het lichaam toe om tijdens de opwaartse armslag de neerwaartse druk te omzeilen. En daar blijft het niet bij. Terwijl een fladderbeweging bij een vogel maar één luchtwervel achter het lichaam veroorzaakt, blijkt er in zo’n geval bij vleermuizen onder elke vleugel een aparte vortex te ontstaan. Twee in totaal dus. De stromingen die de afzonderlijke vleermuisvleugels veroorzaken zitten bovendien nogal ingewikkeld in elkaar. Tijdens een opwaartse vleugelbeweging gaat het uiteinde van de vleugel omlaag, terwijl het binnenste deel omhoog beweegt. Elk deel van de arm veroorzaakt op die manier verschillende kleine luchtkolkjes. De manier waarop vleermuizen vliegen zit volgens de onderzoekers vele malen ingewikkelder in elkaar dan op basis van voorgaand onderzoek was verwacht. En om precies te weten hoe het in elkaar zit is meer onderzoek nodig. En dat is mooi, want hoe ingewikkelder het in elkaar zit hoe meer ervan te leren valt. Voor de bouw van vliegtuigen bijvoorbeeld. Arianne Hinz A. Hedenström, L.C. Johansson, M. Wolf, R. von Busse, Y. Winter, G.R. Spedding, “Bat Flight Generates Complex Aerodynamic Tracks”, Science, 11 mei 2007