Cinética das asas deformáveis no gafanhoto do deserto: como e por que a curvatura, a torção e a topografia variam ao longo do movimento?

Aqui, apresentamos uma análise detalhada da cinética das asas e das deformações das asas dos gafanhotos do deserto (Schistocerca gregaria, Forskål) voando amarrados em uma câmara de vento. Filmamos usando quatro câmeras digitais de alta velocidade e utilizamos fotogrametria para reconstruir o movimento de mais de 100 pontos identificados. Enquanto os movimentos das asas traseiras eram altamente estereotipados, os movimentos das asas dianteiras mostraram considerável variação, consistente com um papel no controle de voo. Ambas as asas tinham curvatura positiva durante a descida. A asa traseira apresentava curvatura através de um 'efeito de guarda-chuva', onde a tensão na borda de fuga comprimia as veias radiais durante a descida. A curvatura da asa traseira foi revertida na subida à medida que a asa se corrugava, reduzindo a área projetada em 30 por cento e liberando a tensão na borda de fuga. Ambas as asas estavam fortemente torcidas da raiz até a ponta. O decréscimo linear na incidência ao longo da asa traseira durante a descida contrapõe-se precisamente ao aumento linear no ângulo de ataque que ocorreria em um movimento de flapping na raiz para uma asa não torcida. O consequente ângulo de ataque quase constante é reminiscentemente do ótimo para uma hélice de seção aerodinâmica constante, onde uma distribuição de torção linear permite que cada seção opere no ângulo de ataque único que maximiza a razão de sustentação para resistência. Isso implica o ajuste dos parâmetros estruturais, morfológicos e cinemáticos da asa traseira para uma produção eficiente de força aerodinâmica.