الخبراء يحاولون فك لغز الأفاعي الطائرة

تخيل حيه مزخرفه بلون اخضر ليموني تتدلي من احد الاغصان. ولدي رؤيتها فريستها تنطلق فجاه في الهواء، وهي تتلوي بجسدها حتي تحط علي شجره بعيده. الافاعي الطائره تبدو وكانها مخلوقات في فيلم رديء، لكنها حيوانات محلقه جيده طورت لنفسها مهاره خاصه تميزها عن غيرها. وكان المهندسون قد استخدموا في دراستين جديدتين عمليات محاكاه محاولين حل لغز هذه الزواحف الخاليه من الاجنحه التي تستطيع البقاء محلقه، علي الرغم من خلوها من الزوائد التي تمكنها من الطيران.

تقوم هذه الافاعي لدي تحليقها بتحويل شكلها الي مقطع عرضي مباعده من بين ضلوعها مفلطحه اجسامها. وعن طريق الحسابات الكومبيوتريه والنمذجه الطبيعيه، اكتشف الباحثون ان مثل هذا الشكل الذي يمكن تكييفه وتطويعه يساعد في ان تصبح الافعي اكثر انسيابيه ديناميكيا متيحه لدوامات الهواء فوق اجسادها، سحبها الي الاعلي.

«شيئا فشيئا تمكنا من تشييد نظريه عن كيفيه تفاعل الثعابين مع الهواء لتوليد قوه دافعه الي الاعلي»، كما يقول مهندس الطيران والفضاء لورينا باربرا من جامعه جورج واشنطن الذي اشرف علي دراسه نشرت في نشره «فيزياء السوائل» شهر مارس (اذار) الماضي. في الاعاصير مثلا تقع المنطقه المنخفضه الضغط في مركزها، او وسطها، اي في عينها. وعلي النمط ذاته اكتشف الباحثون مناطق منخفضه الضغط تتشكل في اعلي جسم الافعي مولده قوه من السحب لغرض الارتفاع في الهواء. وبالتعاون مع خبير الافاعي الطائره جايك سوشا من معهد فيرجينيا للتقنيات في اميركا، تمكن باربرا ان يكون نظره عن دوامات الهواء عبر محاكاه معقده لتدفق الهواء علي الكومبيوتر.

وفي دراسه سابقه اعدها سوشا، ونشرت في صحيفه «جورنال اوف اكسبيريمينتال بيولوجي» في يناير (كانون الثاني) الماضي، جري ايضا التحقق من الشكل المفلطح (المسطح) عن طريق استخدام نموذج مطبوع بالابعاد الثلاثه لثعبان مغطس في خزان بماء ينساب ويتدفق. وقد وجدت كلتا الدراستين ان الحيوان الزاحف هذا يتمتع بقدره ممتازه علي توليد قوي رافعه الي الاعلي.

انها تدعي «الافاعي الطائره»، لكن الاصح القول بانها سيده التحليق الانسيابي. وهي توجد في الاراضي المنخفضه من الغابات المطريه في جنوب شرقي اسيا وجنوبها. وهي مخلوقات صغيره لا يزيد طولها علي عده اقدام، وبقطر لا يتجاوز اصبع حمره الشفاه الذي تستخدمه السيدات. لكنها لدي قفزها من فوق شجره عاليه بارتفاع 30 قدما مثلا، يمكنها ان تصل الي مسافات افقيه تبلغ عشره اضعاف طول جسمها.

* وبوصفه كيميائيا بيولوجيا يعمل سوشا في دراسات تتقاطع بين علمي البيولوجيا والفيزياء، وقد درس الافاعي الطائره لفتره 20 سنه. ولاحظ ان العلماء يعرفون الكثير عن تحليق الطيور، لكن القليل من الاعمال انجزت عن تحليق الافاعي، علي الرغم من انه جري التعرف علي هذه المخلوقات لاول مره في اواخر القرن الثامن عشر، عندما تمكن بعض العلماء البريطانيين في جنوب شرقي اسيا، من رؤيه واحده من هذه الافاعي عبر حديقه الشاي.

ويبدا تحليق مثل هذه الافاعي بقفزه صغيره قبل ان تمدد جسمها الي اقصاه. وهي تكسب سرعه بانقضاضها السريع لتقوم بعدها في منتصف التحليق بمباعده ضلوعها لتجعل جسمها المستدير عاده، يتفلطح ويتسطح. وبعد ذلك تتخذ الشكل التموجي S قبل ان يتخذ مسار التحليق في النهايه خطا افقيا لدي الانسياب الي الامام.

وخلال التجارب الاولي قام سوشا بتصوير الافاعي وهي تنقض من اغصان الشجر، مستخدما عده كاميرات مركبه علي زوايا مختلفه بغيه التقاط وصف دقيق لهندسه طيرانها. وعن طريق استخدام هذه البيانات والمعلومات، قام بانتاج نموذج ثلاثي الابعاد لجسم الافعي المفلطح الذي شكل الاساس لعمليات المحاكاه الكومبيوتريه التي قام بها باربرا ونموذجه الطبيعي في عمليه دفق السوائل.

ويقول باربرا: «ان هذه الاشكال هي علي درجه عاليه من الكفاءه في توليد قوه الرفع لدي وضعها وفقا الي زوايا الهجوم العاليه»، التي هي زاويه الجسم المسطح مقابل مسار الجسم عبر الهواء. و«تعمل عاده اجنحه الطائرات بزوايا هجوم منخفضه جدا».