Моль, "бесшумные" самолеты и звуковой шум

Рассмотрим две серии фактов, которые кажутся несовместимыми.

Известно, что единственным насекомым, которое спасается от безжалостного радара летучей мыши, является микрочешуекрылое, обычно называемое ночной молью. Она относится к очень многочисленному и не полностью установленному семейству, включающему свыше 15000 видов. Если слабые и медлительные ночные бабочки избавились от систематической охоты на них летучих мышей, то это потому, что они обладают очень тонким средством "обмануть" очень точные радары.

...Огромный турбореактивный самолет, отклонившись от курса, пролетел на небольшой высоте над жилым кварталом. Два дома были разрушены от вибрации, а шестеро детей, игравших во дворе, оглохли: их барабанные перепонки лопнули от шума. Свыше 100 человек были помещены в больницу из-за устойчивых мигреней, продолжавшихся на протяжении нескольких дней. Децибелометры (сонометры) часто показывают, что в окрестностях аэропортов и крупных проспектов шумы намного выше коэффициента биологической выносливости человека.

Возникает вопрос: какая связь между молью, за которой охотятся летучие мыши, и шумом современных транспортных средств, вызывающих стрессовые состояния? Кажется нелогичным, однако связь все же есть. Средство, с помощью которого ночная бабочка спасается от жадного рта летучей мыши, могло бы послужить для биоников решением проблемы уменьшения или устранения звукового загрязнения самолетами окружающей среды - мотив, который привел в конце концов к прекращению производства огромных современных аэротранспортных средств типа "Конкорд".

Однако вернемся к вечеру лета 1956 года, когда на террасе своего сада известный американский зоолог профессор Кеннет Д. Редер устроил прием. В полночь один из приглашенных по обычаю приемов решил покрутить мокрую пробку о край стакана, чтобы произвести пронзительный звук. Произошло непредвиденное: ночные бабочки, оживленно летавшие вокруг источников освещения, как громом сраженные, попадали на землю. Все были уверены, что насекомые были парализованы или убиты пронзительный звуком. К удивлению присутствующих, менее чем через минуту упавшие бабочки ожили, немного поползали по земле и снова стали летать. То же произошло и после повторения опыта.

Заинтересовавшись таким поведением микрокрылых, Редер совместно со своим сотрудником Эшером Е. Тритом решили раскрыть тайну такого поведения ночных бабочек. Проведенные ими опыты увенчались успехом. Понаблюдав за ночной охотой летучих мышей, они установили, что большинство бабочек спасаются от сети ультразвуков путем странных с виду маневров. А происходит вот что. Когда летучая мышь приблизится к бабочке менее чем на 30 м, ее как будто бы предупреждает кто-то: она начинает вертеться кругом. Если на бабочку нападают снизу, она немного поднимается и выходит из конуса обнаружения радара. Настойчивая летучая мышь продолжает охотиться. Она уже не летает по прямой линии, а покачивается как опьяненная. Такие резкие изменения направления полета летучей мыши не случайны, а рассчитаны до миллиметра, чтобы поставить в лучшее положение аппарат обнаружения добычи. Когда насекомое, которое летает медленно, оказывается из-за таких маневров летучей мыши на расстоянии менее 6 м от него (что является очень малым, чтобы убежать), насекомое быстро убирает крылья и падает на землю, спасаясь таким образом от хищных зубов летучей мыши.

Затем исследования были перенесены в лабораторию. Они показали простое и хитроумное "оружие" защиты бабочки: хотя ее уши анатомически просты, однако они максимально эффективны, а "тихий" полет осуществляется благодаря тонкой бахроме волосков длиной 2 мм, которые расположены в зоне турбулентности крыльев. Западногерманский бионик Генрих Гертель показал, какое значение может иметь для авиационной техники такая приспособленность насекомого к "тихому" полету. У турбореактивных самолетов, у которых шум создается не от движения крыльев, как у бабочки, а от шума двигателя, необходимы другие системы уменьшения и поглощения шума, которые еще не изобретены. Однако в сочетании с системой устранения турбулентности крыльев при полете такие системы уменьшения звуковых вибраций двигателя постепенно приведут к появлению более тихих средств воздушного транспорта.

Ночные бабочки привлекают внимание биоников еще в двух направлениях. Семейство бабочек Arctiide имеет другую систему противодействия радару летучих мышей: такую же ультразвуковую систему глушения их излучений.

Независимо от биологических исследований такой способ был использован еще во время второй мировой войны с целью глушения вражеских радиостанций или дезориентации радара, обнаружившего воздушный бомбардировщик. В 1965 г., через 15 лет после его применения в военной технике, Дороти Даннинг обнаружила его у ночных бабочек видов Arctia, Parasemia, Epicalia, Callimorpha. "Аппараты" глушения, состоящие из гибкой и рифленой хитиновой пластинки, которая закрывает резонатор, находятся по обе стороны тела, вокруг третьей пары ножек. Когда насекомое сжимает и быстро расслабляет мышцы ножек, пластинка подвергается ультразвуковым колебаниям на длине волны летучих мышей. Такое глушение дезориентирует летучих мышей, которые в большинстве случаев упускают добычу.

Однако установлено, что многие виды ночных бабочек, которые оснащены системой глушения и, следовательно, обладают способностью воспринимать и воспроизводить 8вук летучей мыши, являются опасными вредителями для сельского хозяйства и лесоводства.

Биоакустики Франции, Германии и США в сотрудничестве с биониками изобрели радары на длине волны летучих мышей, которыми изгоняют этих вредных чешуекрылых с участков, на которых они распространены.