Cztery skrzydła ważki

Pod względem zwinności i sprawności lotu (a także kształtu ciała) ważki są niedościgłymi mistrzami, cudami natury. Sekret zwrotności i efektywności lotu ważki tkwi w jej czterech niezależnie poruszanych skrzydłach, które umożliwiają błyskawiczną zmianę kierunku, przyśpieszanie, bądź zwalnianie. A dokładniej? W aerodynamicznym kształcie skrzydła, które jednak wcale nie przypomina skrzydła samolotu. Cieniutkie skrzydła ważki są pofałdowane, dzięki czemu są mocne. Mało tego, zagięcia te podczas lotu ślizgowego ważki zwiększają jej siłę nośną! Dzieje się tak dlatego, ponieważ powietrze wirujące w przestrzeniach między zagięciami tworzy strefy o bardzo małym współczynniku oporu, które wspomagają prąd powietrzny wytwarzający siłę nośną na powierzchni skrzydła.

Ptaki potrafią latać tylko w jednym kierunku (ze względu na wymóg przepływu powietrza nad skrzydłami do generowania siły nośnej). Wyjątkiem są zwinne kolibry, które potrafią zawisnąć w miejscu oraz, jako jedyne ptaki, latać do tyłu. Dodać jednak trzeba, że taki sposób latania wymaga ogromnej energii – dzienna waga zjadanego przez kolibry pokarmu to... dwukrotna masa ich ciała. Ale nawet lot kolibra nie dorównuje akrobacjom ważki, która dysponując czterema skrzydłami i może latać w górę, dół, na boki, do przodu i do tyłu bez zmiany kierunku lotu. Potrafi też unosić się w jednym miejscu bez ruchu w dowolnym kierunku (lot stojący), lub wznosić się w górę z dużą prędkością (do 60 km na godzinę, w zależności od gatunku).

O skrzydłach ptaków i samolotów

Aby zrozumieć dlaczego inżynierowie aerodynamiki tak bardzo zachwycają się sposobem latania ważek (i chcieliby go wykorzystać do budowy statków powietrznych), postanowiłam przyjrzeć się nieco tematowi latania z nieco szerszej perspektywy. Dlatego dziś parę informacji o samolotach, ptakach i prawach fizyki.

Obiekty cięższe od powietrza mogą latać dzięki zjawisku, którym rządzi prawo Bernoulliego (przystępne objaśnienia tu i tu). Asymetria skrzydła ptaka lub samolotu oraz jego ustawienie pod kątem do kierunku lotu powoduje, że prędkość opływającego je powietrza jest większa u góry niż u dołu. Zatem ciśnienie powietrza jest wyższe pod skrzydłem niż na jego górnej powierzchni. Skutkiem tej różnicy ciśnień jest siła nośna skierowana pionowo do góry, która może zrównoważyć działającą w dół siłę ciężkości, umożliwiając stabilny lot.
   
Siła nośna zależy od prędkości lotu – samolot lecący zbyt wolno spadnie ziemię. Prędkość lotu może być podtrzymywana przez silnik samolotu lub siłę mięśni ptaka. Inny sposób to umiejętne wykorzystanie siły ciążenia i termicznych prądów wstępujących w locie szybowym znakomicie opanowanym przez wiele gatunków ptaków.

Podstawowe prawo mechaniki lotu. Asymetria ptasiego skrzydła, podobnie jak asymetria skrzydła samolotu, powoduje różnice ciśnień, czego konsekwencją (efektem) jest siła nośna, która pozwala latać obiektom cięższym od powietrza. (źródło)

Machający skrzydłami MAV

Naukowcy zajmujący się aerodynamiką wciąż zadają sobie pytanie: Co możemy zrobić, by zbudować lekkie maszyny latające, które machają skrzydłami i bezgłośnie manewrują, bez konwencjonalnych silników lotniczych?
Inspirujące stworzenie - ważka
Technologia - Flapping Micro Air Vehicle (FMAV)

Dragonfly Insectothopter  (źródło)

W przeciwieństwie do skrzydeł samolotu skrzydła ważki są elastyczne. W przeciwieństwie do ptaków ważki posiadają dwie pary skrzydeł. Te dwa zestawy skrzydeł mogą trzepotać i odchylać się (skręcać) w różnej kolejności i kombinacji umożliwiając ważce nadzwyczaj wydajny lot, którego skopiowanie ciągle jest tylko marzeniem inżynierów aerodynamiki. 
Ważki są zdolne do zdumiewająco zwinnych manewrów, w tym latania do tyłu oraz w bok. Są one również szybkie - niektóre gatunki mogą latać z prędkością ponad 48 km/h). Dwie pary długich skrzydeł ważki trzepoczą zazwyczaj 30 razy na sekundę. Właśnie z tych powodów inżynierowie aerodynamiki szukają sposobów, by projektowane przez nich statki powietrzne naśladowały sposób lotu ważek oraz osiągały podobne możliwości (zwrotność, efektywność). 
 

Fazy lotu ważki (różnoskrzydłej)    źródło

Skoro mamy już samoloty i helikoptery, dlaczego poszukuje się innych sposobów latania?

Regulator przepływu optycznego owadów

W jaki sposób owady latające utrzymują wysokość lotu, jakie sygnały wizualne wykorzystują podczas startu, lotu i lądowania? Wyjaśniono to kilka lat temu przy pomocy specjalnie skonstruowanego latającego robota.
Owady (a także ptaki i nietoperze) potrafią kontrolować swą wysokość ponad ziemią, mimo że nie dysponują skomplikowanymi przyrządami dostępnymi dla pilota-człowieka. Francuscy naukowcy zaprojektowali mikro helikopter by sprawdzić teorię, według której owady wykorzystują układ znany jako "przepływ optyczny" do uzyskiwania informacji na temat swojej wysokości nad ziemią.
Kiedy owad leci w jego polu widzenia obraz ziemi pod nim ucieka do tyłu z szybkością, która jest odwrotnie proporcjonalna do wysokości, na jakiej leci on nad ziemią. Czyli na niewielkich wysokościach ziemia wydaje się "poruszać" szybciej niż wówczas, gdy obserwuje się ją z większych wysokości.

Przepływ optyczny wyraża długość odcinka, o jaki zdaje się przemieszczać względem poruszającego się obserwatora nieruchomy obiekt. Najbliższe dla obserwatora obiekty mają znacznie większy przepływ optyczny niż te znacznie bardziej od niego oddalone.

Badacze wysunęli hipotezę, że owady mają wewnętrzny regulator przepływu optycznego, w którym wykorzystywana jest pętla informacji zwrotnej do oceny stosunku prędkości względem ziemi do wysokości i wyposażyli swój mikro helikopter właśnie w tego rodzaju układ działający w następujący sposób: gdy ziemia poniżej "ucieka" zbyt wolno, owad będzie zniżał lot do momentu, w którym ta prędkość jest optymalna, zgodnie ze wskazaniami jego regulatora przepływu optycznego; natomiast jeżeli ruch ten jest zbyt szybki, owad będzie się wznosił.
Robot (o wadze 100 g) naśladował wiele elementów zachowań owadów podczas lotu, które dotąd zaobserwowano. Na przykład migrujące motyle, które muszą przekroczyć kanion, nie fruną po prostu górą w poprzek kanionu, lecz najpierw lecą w dół wzdłuż jednej ściany kanionu, następnie nad dnem i potem znowu w górę wzdłuż drugiej ściany. Podobnie jest w przypadku pokonywania takiej przeszkody jak las - wysokość, na której motyle lecą ponad drzewami jest taka sama, jak wcześniejsza wysokość nad ziemią.

Skrzydła owadów - teorie pochodzenia

Aves (ptaki), Chiroptera (nietoperze) i Insecta (owady) - co łączy te trzy odmienne grupy zwierząt? Oczywiście zdolność do aktywnego (z pewnymi wyjątkami) lotu, ewentualnie lotu ślizgowego. O ile u nietoperzy i ptaków skrzydła stanowią organy homologiczne, o tyle narządy te są analogiczne względem tych występujących u owadów. Skrzydła ptaków czy nietoperzy są zmodyfikowanymi kończynami przednimi (mięśnie, kości, morfologia, anatomia itd.). 
A czym są skrzydła owadów?  Niestety, ich pochodzenie nie zostało do końca wyjaśnione, choć powstało kilka hipotetycznych teorii ewolucjonizmu w aspekcie uzyskania zdolności lotu przez owady - jedyne latające bezkręgowce.
Po dziś dzień nie sformułowano jednej teorii, która pogodziłaby wszystkich uczonych zajmujących się ewolucją skrzydeł owadów. Stąd też mnogość i liczne odgałęzienia tych teorii, obarczonych mniej lub bardziej słusznymi błędami i niedociągnięciami. 
Natomiast wszyscy teoretycy szukają odpowiedzi na 5 pytań (wg Gillotta), czyli:

1.  Jaki był charakter połączeń prekursorów skrzydeł:- stawowy czy sztywny - zrośnięty?
2.  W którym miejscu ciała po raz pierwszy pojawiły się skrzydła i ile ich było początkowo?
3.  Do czego służyły pierwotnie proskrzydła?
4.  Jakie czynniki środowiska doprowadziły do powstania takiej postaci skrzydeł jako tworów nośnych?
5.  Jakie środowiska zasiedlały owady pierwotnie uskrzydlone, przodkowie dzisiejszych Pterygota?

Owady uskrzydlone (Pterygota) – owady skrzydlate lub wtórnie bezskrzydłe o odwłoku pozbawionym odnóży krocznych (typowych czy zmodyfikowanych). Owady uskrzydlone to najliczniejszy takson zwierzęcy, obejmujący około 1 milion gatunków. Zamieszkują środowiska lądowe wszystkich kontynentów, a także środowisko słodkowodne i (rzadziej) morskie, przy czym przystosowanie do życia w wodzie jest wtórne. (źródło)

Pośród teorii pochodzenia owadzich skrzydeł na szczególną uwagę zasługują dwie, cieszące się największą liczbą zwolenników - teoria paranotalna i skrzelotchawkowa.

Komputerowy model lotu ważki

Gdy ważka zrywa się do lotu jej skrzydła zawirowują powietrze wytwarzając złożone struktury (ciąg powietrza). Niedawno zespół badaczy z Uniwersytetu Stanowego im. Braci Wright w stanie Ohio, w oparciu o dokładną analizę ruchów ważki, stworzył pierwszą symulację 3-D tego zjawiska. Można ją obejrzeć na powyższym filmie. 
Wykreowanie tej komputerowej symulacji stało się możliwe dzięki wykorzystaniu kamer dużych prędkości oraz umocowaniu na skrzydłach ważek (różnoskrzydłych) specjalnych znaczników (markerów) śledzonych przez komputer. Wyniki tego przedsięwzięcia umożliwiły stworzenie matematycznego modelu lotu ważki precyzyjnie symulującego zawirowania powietrza oraz ukazanie sposobu ich powstawania (wytworzenia).
Zespół naukowców zamierza wykorzystać tę symulację przy konstruowaniu mikro pojazdów powietrznych (MAV, czyli  micro-air vehicle), które mogą być użyteczne podczas akcji poszukiwawczych i ratowniczych oraz monitoringu miejsc użyteczności publicznej.

Mity o prędkości lotu ważek. Obalam

Z informacją, że ważka w ciągu 1 sekundy jest w stanie pokonać odległość równą stu długościom jej ciała zetknęłam się już niejednokrotnie. To nasunęło mi pomysł, by zweryfikować tę informację, zwłaszcza, że nie mogę pogodzić się z mnóstwem rozbieżnych danych dotyczących faktycznej prędkości ważek. Pomału ustalenie tego faktu, zupełnie mimo woli, staje się moją małą obsesją :-P.

Aby dokonać obliczeń postanowiłam uwzględnić długość ciała największych i najmniejszych ważek występujących w Polsce. Do największych pod względem długości ciała należą husarz władca (84 mm) oraz dwa gatunki z rodziny szklarnikowatych: szklarnik leśny i szklarnik górski (w zależności od źródła i płci mogą one osiągać długość od 78 do 85 mm). Dla uproszczenia uwzględnię tylko husarza władcę.
Z kolei najmniejszą długość ciała spośród ważek różnoskrzydłych (latających szybciej od równoskrzydłych, dlatego te pominęłam) ma szablak przepasany - zaledwie 32 mm. Dorzucam jeszcze najdłuższą i najkrótszą ważkę świata (źródło), zakładając dla dobra sprawy, że obie są dobrymi lotnikami (na razie nic nie wiem o tych gatunkach. No, może tyle, że bardzo małe ważki wcale nie latają, tylko przesuwają się po roślinach, by coś upolować).

Oto moje pierwsze zestawienie:

100 długości ciała na sekundę - ile to kilometrów na godzinę? Mit o prędkości ważek - tabela nr 1.

Jak latają owady?

Umiejętność latania ułatwia [umożliwia] owadom podążanie za partnerem lub ściganie zdobyczy [oraz przemieszczanie się]. Owady szybują krążą lub latają wirującym lotem, dysponują przy tym pomysłowymi mechanizmami kontroli lotu i nawigacji.
Owady mają z reguły dwie pary skrzydeł o bardzo zróżnicowanym kształcie i wielkości. Podczas szybowania w powietrzu owady trzymają skrzydła szeroko rozpostarte, a przy locie aktywnym z reguły machają nimi w górę i w dół.
Liczba uderzeń skrzydłami [na sekundę] jest charakterystyczna dla różnych gatunków owadów, np.:

• motyle machają skrzydłami około 8-20 razy (bielinek kapustnik 6-9 razy)
• ważki równoskrzydłe machają skrzydłami około 15 razy
• ważki różnoskrzydłe machają skrzydłami około 30 razy
• ćmy (motyle nocne) machają skrzydłami około 30-40 razy
• biedronki machają skrzydłami około 90 razy
• osy machają skrzydłami około 110 razy
• trzmiele machają skrzydłami około 123-230 razy
• pszczoły machają skrzydłami około 190 - 200 razy (inne źródło podaje: 440 razy na sekundę, gdy leci bez obciążenia i 330 razy gdy obciążona wraca do ula)
• muchy machają skrzydłami 140 - 330 razy
• muchy pokojowe machają skrzydłami 352 razy (Wikipedia zaś podaje... 33 razy!)
• komary machają skrzydłami 300 do 600 razy
• wodzień (Chaoborus), owad podobny do komara macha skrzydłami aż 2200 razy w temp. 37 stopni C i 1000 razy w temp. 27 stopni C

Dla porównania śmigło samolotu obraca się 25 razy na sekundę...

Technika lotu - ważki kontra inne owady

Tematu skrzydeł ważek nadal nie wyczerpałam, a to bardzo interesująca konstrukcja sama w sobie, ale także w aspekcie sprawności (prędkości, zwrotności i precyzji), jak i niebywałej ekonomiki lotu.
Omawiając techniki lotu ważek posłużę się niemal w całości informacjami zaczerpniętymi z pracy Michała Ostrowskiego, pozwolę sobie jednak zrobić to w podpunktach [w nawiasach kwadratowym dodaję własne uwagi, uściślenia i pytania, na które szukam odpowiedzi]  

• W słoneczne dni ważki potrafią  szybować nad stawem całymi godzinami, pomimo że prawie nie poruszają skrzydłami. 
• Gdy tylko pojawi się jakiś owad, który mógłby być ich zdobyczą, chwytają go w błyskawicznym zwrocie. 
• Kiedy zjawi się jakiś uciążliwy rywal, wtedy ważki [samce, jak sądzę] stosują lot spiralny do góry i okrążając go w ten sposób przepędzają intruza. 
• W gęstych sitowiach, nad moczarami, potrafią szybować elegancko i z dużą szybkością, bez obawy, że zahaczą o coś delikatnymi skrzydłami [to ciekawe, jak udaje im się przemykać pośród gęsto rosnących roślin przy tak dużej rozpiętości skrzydeł?]. 
• Ważki nad wodą poruszają się jak niesłyszalne helikoptery. Uderzając skrzydłami tylko około 30 razy na sekundę, latają one absolutnie bezgłośnie. Jedynie gdy napięte powierzchnie nośne skrzydeł dotkną się, lot ważek zdradza cichy szelest. [30 uderzeń na sekundę to nie tak dużo i, jak dotąd, nie jestem pewna czy jest to maksymalna ilość. Ważki równoskrzydłe o "słabszym" użyłkowaniu uderzają tylko 15 razy/s. Te najszybsze ważki osiągają prędkość od 36 do 58 km/h, a spotykam informacje w całkiem poważnych źródłach, że i 80 km/h, a nawet jeszcze więcej... Dla porównania - komar uderza skrzydłami nawet 600 razy/s, ale jego prędkość maksymalna to 5,5 km/h. Tym bardziej należy docenić ekonomikę lotu ważki ]
• Skrzydła, oprócz tego, że służą do latania odgrywają także poważną rolę w zdobyciu partnera; na kołyszących się źdźbłach służą ważkom jako powierzchnie pozwalające utrzymywać równowagę; jako kolektory słoneczne, a nawet jako oręż obrony przeciw językom żab! [Przypuszczam, że skrzydła mogą służyć ważkom również do schwytania ofiary. Można to zaobserwować na filmie w poprzednim poście: ważka wcale nie dogoniła ofiary, lecz... czekała, aż muszka, chyba wbrew swojej woli zbliżyła się do ważki, a ta pochwyciła ją. Czyżby skrzydła wywołały prąd powietrza, który zawrócił muszkę i zassał ją wprost w "szpony" ważki? Tak właśnie to wyglądało]
• Ruchy skrzydeł przednich i tylnych mniej zgrabnie latających ważek równoskrzydłych nie są zsynchronizowane. Natomiast uderzenia obu par skrzydeł ważek różnoskrzydłych, wyjątkowo zwrotnych w locie, synchronizowane są przy pomocy systemu nerwowego.

Technika lotu większości owadów

Większość owadów lata według zasady „garnka do gotowania”. To tak jakby przykryć garnek mniejszą przykrywką, pod którą wkładamy dwie duże łyżki. Przyciskając pokrywkę do środka – łyżki unoszą się, podnosząc pokrywkę – łyżki opadają. U większości owadów działają jedynie siły wytworzone w obrębie tułowia pomiędzy „dnem” garnka a jego „pokrywką”.
Wyobrażam to sobie tak:

O muszce, która ważce dała się upolować

Ważka jest drapieżnikiem, gdyż aktywnie poluje i zjada inne owady. Jest bardzo pożyteczna, gdyż przyczynia się do ograniczania populacji m.in. much czy komarów (moskitów w innych częściach świata). Badacze ustalili, że jest doskonałym i bardzo skutecznym łowcą. Jej pościgi uwieńczone są sukcesem w 95-97 procentach, co oznacza, że zaledwie 3 do 5 owadów na 100 zdoła jej umknąć. Jest to tak niewielki odsetek "ocalonych", że przypuszczam, iż wynika ze szczęśliwego dla ofiary przypadku - np. w kulminacyjnym momencie znajdzie się akurat pośród gęstych zarośli, gdzie ważka nie zdecyduje się kontynuować pościgu, lub nie może go już kontynuować, gdyż... sama stanie się ofiarą ptaka.
Dla porównania, "król" zwierząt (każdy wie, że to lew  ;-) ) osiąga zaledwie 50% skuteczności.
Na określenia "drapieżnik" i "ofiara" godzę się bez dyskusji - tak jest urządzony świat przyrody. Natomiast irytują mnie określenia typu: "bezwzględny zabójca", ale traktuję je jako określenia zastępcze ubarwiające opis, synonimy skutecznego drapieżnika. Bo przecież owa "bezwzględność zabójcy" w świecie zwierząt to nic innego jak właśnie wysoka skuteczność polowania - schwytanie ofiary i zabicie "na śmierć" w celu zaspokojenia swoich potrzeb (głodu), ale nie mordowanie ot, tak sobie, dla chorej przyjemności.

Poniżej przedstawiam kolejny film, nakręcony w wysokiej jakości (1000 klatek na sekundę), na którym można zobaczyć najpierw błyskawiczny (i skuteczny!) akt polowania ważki na maleńką muszkę, a następnie w zwolnionym tempie obejrzeć to wszystko jeszcze raz. Coś, co trwało mgnienie oka i zdawało być się przelotem ważki z liścia po lewej stronie i zniknięciem jej z kadru po prawej, z małym "zamieszaniem" pośrodku ekranu, okazało się być pełną sekwencją polowania ważki od zamysłu do finału: najpierw dostrzeżeniem muszki jeszcze z liścia, następnie startem w jej kierunku, zawróceniem i ustawieniem się do celu, schwytaniem i zjedzeniem zdobyczy oraz odfrunięciem w nieznane. W czasie rzeczywistym wszystko trwało zaledwie 3 sekundy, z czego ostatnia sekunda to właściwie opuszczenie sceny, gdy było już po wszystkim.

Oto moje spostrzeżenia dotyczące głównie drugiej części filmu (sekwencja w zwolnionym tempie):

Prędkość startowa ważki wg zdjęcia (część 2)

Powiedziawszy "aaa" postaram się powiedzieć "bee", czyli przyjrzeć się sprawie drugiego szablaka, który akurat startuje. Jaką prędkość zanotował aparat w czasie 1/400 sekundy? Powyżej jedno jedyne zdjęcie, które zrobiłam od przodu szablakowi czarnemu (szkockiemu) i wcale nie spodziewałam się, że ten zaraz się rozmyśli i odleci. Jego "rozmyślenie" uwieczniłam na zdjęciu poniżej i na szczęście - podczas czyszczenia katalogów zdjęć nie wyrzuciłam go do kosza. Oba te zdjęcia zostały zrobione w czasie 1/400 sekundy, Zoom 1,00, maksymalna wartość przysłony F 4,49, długość ogniskowej 20,02 mm. Plik EXIF nie udziela informacji o odległości od celu, a z tego co pamiętam było to około 1,5 m (± 0,3 m). Powyższe dane o zdjęciach podaję ot, tak na wszelki wypadek, bo mnie one ciągle  jeszcze niezbyt wiele mówią.
Za to gołym okiem widzę różnicę. Przed wykonaniem drugiego, z pewnością musiałam się wychylić bardziej do przodu, ponieważ na drugim zdjęciu suchych roślin widać mniej niż na pierwszym. Fotki nie zostały przycięte, by jak najwierniej zachować obrazy zarejestrowane w tym czasie.
Pierwszy kłopot - porównanie wielkości obiektu.
Drugi kłopot polega na tym, że ciało ważki widoczne jest w skrócie perspektywicznym, zatem długość jej ciała nie weźmie udziału w obliczeniach.
To znaczy weźmie, ale pośrednio.
Oczywiście, biorę pod uwagę, że moje próby oszacowania prędkości mogą okazać się nic/niewiele warte, ale postanowiłam spróbować i przećwiczyć. Mimo wszystko, takie rozmazane zdjęcie z linią błysków słońca, aż prosi się, by przyjrzeć mu się bliżej i potraktować je trochę jak... krótki film.

Szablak czarny zrywający się do lotu. Z jaką prędkością? Może da się to wyliczyć :-)

Jakie mam dane?

Polowanie ważki to więcej niż pościg

Ważki są doskonałymi myśliwymi, osiągając skuteczność ponad 95% (97% - wyniki innych badań) swoich ataków ukierunkowanych na zdobycz. Naukowcy badający ważki próbują zrozumieć, na czym polegają ich niesamowite umiejętności łowieckie.
Ważki mają ogromny apetyt. Według badań przeprowadzonych przez doktora  Stacey'a Combes'a z Uniwersytetu w Harvardzie (USA), jedna ważka potrafi zjeść 30 muszek z rzędu bez oznak przesytu :-). Dziennie ważki zjadają kilkaset takich malutkich owadów (oczywiście atakują i zjadają także znacznie większe).
Ważki mogą śledzić (i skutecznie ścigać) swoje ofiary dzięki wysoko rozwiniętemu mózgowi, oczom i skrzydłom. Potrafią one przewidywać trajektorię lotu upatrzonego ruchomego celu oraz błyskawicznie dostosować tor własnego lotu, by zwiększyć prawdopodobieństwo schwytania zdobyczy.
Combes powiedział: "Zanim zabrałem się do zbadania skuteczności ważek w polowaniu założyłem,  że polega ona na aktywnym pościgu... Wygląda jednak na to, że jest to bardziej wyrafinowane: ważka zbliża się do zdobyczy od tyłu i poniżej, tak że ofiara nawet nie spodziewa się, że znalazła się w niebezpieczeństwie. Przypomina to zasadzki urządzane przez drapieżników".
Mimo, że większość owadów latających nie jest lubiana przez ludzi, z ważkami jest inaczej (są postrzegane pozytywnie). Zjadają one mnóstwo nieznośnych moskitów/komarów, a niektóre mogą zjeść ich setki dziennie(!!).
Ważki potrafią latać z prędkością do 30 mil/h, czyli ok. 48,28 km na godzinę (ale proszę pamiętać o rekordzistce - 58 km/h).

Prędkość postartowa ważki wg zdjęcia (część 1)

Nie dawały mi spokoju te smugi światła słonecznego odbitego w oczach lecącej i startującej ważki. Jeśli mają znaczenie (do obliczenia prędkości), to znaczy, że w trakcie wykonywania tych zdjęć, przynajmniej głowa ważki pokonała widoczną odległość.
Początkowo wydawało mi się, że jedną z najważniejszych danych jest odległość, z jakiej wykonałam zdjęcie. Próbowałam znaleźć taką daną w pliku EXIF, niestety, nic z tego. Zasięgnęłam więc języka jak podejść do tematu, skoro odległość, którą pamiętam, wynosiła minimum 2, ale może i niemal 4 metry.
Powinnam mieć / zrobić:

• serię zdjęć, robionych z tego samego miejsca, a na zdjęciach ważkę lecącą po okręgu, w środku którego stoję
• wykonać pomiar na podstawie pomiaru odległości, ale pomiar ten musiałby być bardzo precyzyjny, a i czas rejestracji zdjęć musiałby być dokładniejszy niż co do sekundy. Oczywiście wynikiem byłaby prędkość, ani nie maksymalna, ani średnia (tylko jakaś)

A ja mam zaledwie pojedyncze zdjęcia dwóch szablaków, w dodatku rozmazane (nieostre), za to chciałam obliczyć prędkość tych konkretnych okazów w zarejestrowanym momencie. Uznałam, że jednak COŚ da się wyliczyć na podstawie długości ciała ważki, długości błysku oraz czasu migawki. Odległość od aparatu jest w tym momencie nieistotna.
Na poniższym zdjęciu (ważka lecąca bokiem) zarejestrowałam fazę ruchu trwającą zaledwie 1/250 część sekundy:

Wyliczanie prędkości lotu szablaka (tu: krótko po starcie) - [1].

Dla porządku dodaję, że zanim zrobiłam to zdjęcie, ważka musiała wystartować zakręcając w lewo o 90 stopni, dzięki czemu mogłam sfotografować ją z boku.
Sposób obliczenia prędkości ważki, która przed momentem wystartowała z wiesiołka, by po krótkim locie wylądować jakieś 3 metry dalej na innym, postanowiłam wykonać następująco:

Ważki - prędkość lotu

W swojej tegorocznej kolekcji posiadam zaledwie dwa zdjęcia przedstawiające ważkę w locie. Dla celów dzisiejszego wpisu dodatkowo je wyostrzyłam. Oczywiście, efekt pozostaje marny, ale zdjęcia i tak okażą się cenną ilustracją poniższej treści.

Na pierwszym widać charakterystyczny wydłużony kształt ciała oraz zarys poruszających się skrzydeł, a nawet (prawdopodobnie ostatnią i najdłuższą) parę nóg. Zastanawiam się czy jasna linia widoczna na wysokości rozmazanej głowy tego szablaka to błysk słońca odbijający się w jego oku. Rzeczona ważka zerwała się właśnie z przekwitłego wiesiołka po prawej stronie (jaki wyostrzony, prawda?), który przez długie minuty służył jej do odpoczynku i/lub obserwacji (była ustawiona do mnie tyłem). Słońce znajdowało się również po prawej.

Szablak w locie widziany z boku - właśnie wystartował

 Drugie zdjęcie przedstawia od przodu szablaka czarnego (szkockiego) zrywającego się do lotu (wcześniej zdążyłam wykonać zaledwie jedno, za to ostre zdjęcie). Widać tutaj jako tako głowę (czarne oczy i czoło), co najmniej cztery nogi (sądzę, że widać wszystkie 6 - przynajmniej stopy i, ewentualnie, golenie), koniec odwłoku oraz zarys przynajmniej trzech skrzydeł. Tutaj nie mam wątpliwości, że  niemal pionowa biała kreska to odbicie słońca od oka i, zapewne, czoła lśniącoczarnego szablaka. Słońce znajdowało się po prawej. Wcześniejsze i późniejsze zdjęcia tego szablaka można obejrzeć tutaj.

Szablak czarny podrywający się do lotu

Pierwsze zdjęcie zostało wykonane z ekspozycją 1/250 część sekundy. Drugie zdjęcie - ekspozycja 1/400 część sekundy. W obu kompresja wynosi 2 bity na każdy piksel.