春になり、草花だけでなく虫たちも動き始めています。

最近は「食用」の虫の話が出ていますが、どう考えても人が食うものではないです。。。



さて、虫＝飛ぶ、なイメージがありますが、

虫はなぜ飛べているのか？




羽だけの力で昆虫の体を持ち上げる程の揚力は生まれないそうです。

通常、翼や羽根の生み出す揚力は流体力学*から説明しますが、

昆虫の持つ羽がなぜ十分な揚力を生んでいるのかわからないという謎が未だにあります。

*流体力学とは気体や液体に関する運動や力について計算する力学。


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昆虫の羽根は飛行機や鳥の羽と違い、ただ１枚の薄い膜でしかありません。

１秒間に数十回羽を動かしても、昆虫の体を持ち上げるほどの揚力は生まれないというのが従来の見解でした。

蚊などの身体の軽い昆虫は、羽根の生み出す微小な気流を使って飛んでいるとされています。

しかし、コガネムシのように身体が重い割に羽根の小さな昆虫は、飛べるはずがないと考えられていました。


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一部の研究者は、昆虫のような小さなサイズでは、空気の粘度が揚力を生むことに利用されている、と主張していますが、

大型のカブトムシが飛んでいることを見ればこれは違うことになります。






ところで、実際、飛行機がなぜ飛べるかも流体力学だけでは、半分しか説明できないと言われています。

空気圧のほとんどない20km上空を戦闘機が飛べる理由を、流体力学では説明できないのです。(ロシアの戦闘機は20kmよりはるか上空の30kmを飛行できる)



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昆虫の羽根は、電気を溜める性質を持つ強誘電体であることがわかってきています。

電子顕微鏡で昆虫の羽根を見ると微細な構造が整然と並んでいます。


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微細な構造には電子を溜める機能があります。

たとえば、人工的に作った強誘電体のロッシェル塩は、空気の比誘電率１に対して４千倍も電気を溜めることができます。

昆虫の羽根はロッシェル塩よりはるかに多くの電気を溜める性能があるのです。

 
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大気、地表は電気を帯びていて、地表はマイナス、上空の電離層はプラス。

また、大気は宇宙線の影響で弱いプラスに電離*しています。

*物質が陽イオンと陰イオンに分かれること


地表から上空に行くにつれ大気の電離度は徐々に上昇します。

もし、地表付近でマイナスの電荷を大量に持った物質があったとしたら、地表のマイナスに対して反発力を持ちます。

反発力は揚力として現れるはずです。

実はコガネムシなどの硬い殻を持つ昆虫では、もっとも比誘電率が高いのは羽根ではなく、羽根をカバーしている殻のほう。

薄い羽根を高速で動かすと、電離した空気のプラスが羽根に集まるが、静電誘導で殻のほうにマイナスの電気がたまります。

殻にたまった大量のマイナスが地表に対して反発力を発揮します。

これこそ昆虫が飛べる理由です。

つまり昆虫は、羽の力だけでなく、羽・殻にたまる電気の力(反発する力)を使って、飛んでいます。