Sinek Kuşunun Kanat Çırpma Teknolojisi Neden Önemli?

Yel değirmenlerinden ilham alınarak hazırlanan rüzgar türbinleri minik bir kuşun kanat hareketinden yola çıkılarak çok daha mükemmel çalışır hale getirildi. Tunus kökenli, rüzgâr türbini üreticisi Tyer Wind isimli firma sinek kuşlarının kanat çırpmasından ilham alarak geliştirdiği rüzgâr türbinleri ile çığır adeta çığır açtı. (1)

Sinek kuşları havada asılı kalmalarını sağlayan bir kanat çırpma tekniğine sahiptirler. Kuş bu sayede çiçeklerin nektarlarını ince gagasıyla emerken havada asılı durumda kalabilir ve saniyede 50 defa kanat çırpar. Sinek kuşları türlerine göre değişse de saniyede 15-80 kez kanat çırpabilirler. Kuşun kanat çırpma sıklığı o kadar yüksektir ki arılardakine benzer bir vızıldama sesi çıkarır. Sinek kuşu denmesinin sebebi de budur. Sinek kuşlarının ağırlıkları türlerine göre değişim gösterse de Karayip Adaları'nda yaşayan türü (Mellisuga helenae) 1,8 gram ağırlığıyla dünyanın en küçük kuşudur. (2) 

Sinek kuşları havada asılı kalmanın yanı sıra geriye doğru hatta baş aşağı uçabilirler. Bu uçuşu mümkün kılabilecek özel bir kanat çırpma tekniği ile yaratılmışlardır. Sinek kuşu kanatlarını kaldırıp indirme şeklinde değil, uçları ile 8 çizecek şekilde kanat çırpar. 

Sinek kuşlarının böyle bir uçuş yapabilmesinin en temel nedeni göğüs kaslarının, kanatları sadece basit bir şekilde ileri-geri hareket ettirmenin ötesinde kompleks bir hareket yapabilecek özellikte olmasıdır. Sinek kuşları kanatlarını üç farklı yönde çırpabilirler ki bunlar, yukarı ve aşağı, ileri ve geri ve bir bükülme hareketi şeklindedir.

Sinek kuşları kanatlarını eğimli tutarken yukarı veya aşağı yönde çırpabilirler. Bu özellik kanadın hareketinin kesintisiz bir biçimde sürdürülebilmesini sağlar. Sinek kuşlarının kanatlarını burması ya da bükme hareketi yapması onları diğer kuşlara göre çok daha çevik yapar. Bu çok önemle incelenmesi gereken bir detaydır çünkü bu canlının eklemleri dönme kapasitesini destekleyecek formda yaratılmasaydı onların havadaki akrobatik hareketlerini göremezdik. 
Üstelik hızlı kanat çırpma ve üstün manevralar için eklem şekli ya da kanat çırpma tekniği de yeterli değildir. Kuşta uçuşun özel bir kemik yapısı ve süper bir metabolizma ile desteklenmesi de şarttır. Uçarken en yüksek metabolizmaya sahip hayvan sinek kuşudur. Çok hızlı hareket eden kanatlarını destekleyebilmek için buna zorunludurlar. 

Saniyede 80 defa kanat çırpabilmek için yüksek hızda çalışan kaslar çok miktarda oksijene ihtiyaç duyar. Haliyle bu durum kan dolaşımının da son derece hızlı olmasını gerektirir. Bu nedenle bir sinek kuşu saatte gram başına 40 mililitre oksijen tüketir. Ve özel durumlarda bu rakam gram başına 60 cc’ye kadar çıkabilir. Yani, dokuları oksijeni bizim için mümkün olandan kat kat daha fazla kullanmış olur. (3)

Dinlenirken bile dakikada 600 olan nabızları, uçuş sırasında dakikada 1200’ün üzerine çıkar. Kalbin bu kadar hızlı atması bile tek başına gerekli kan akışını sağlamaya yetmez, kalbin hacmi vücutlarına oranla son derece büyüktür: kalpleri tüm vücut ağırlıklarının %2,5’i kadardır. Eğer kalbimizi buna oranlayacak olursa ağırlığının 2 kilo olması gerekirdi. Bu kadar çok oksijen kullanımı kuşun ne kadar çok yakıt tükettiğinin de bir işaretidir.

Sinek kuşu kanat çırpma sırasında çok fazla enerji harcadığı için bunu karşılayacak bir beslenme rejimi vardır. Bir şey yemeden ancak 1-2 saat durabilir. Bir günde kendi ağırlığının 1,5-3 katı kadar yiyecek tüketir. Biz de bu tempoda yeseydik günde 100-200 kg yemek yememiz gerekirdi. Kuş yüksek enerji sağladığı için çiçeklerdeki nektar ile beslenmeyi tercih etse de sıklıkla böcek de avlar. Nektarını alacakları çiçek bulamazlarsa veya ortalıkta avlayacak böcek de bulamazlarsa “torpor” olarak isimlendirilen özel bir uyuşukluk durumuna geçerler. Uyuşukluk sırasında vücut sıcaklıkları 40°C'den 18°C'ye kalp atışları ise dakikada 1260’tan 50’ye kadar düşer ve nefes alma da kısa bir süre durur. Bir sinek kuşu uyuşukken uyanık olduğu zamandakinin 50’de biri kadar enerji tüketir. Kuşun uyuşukluktan çıkıp vücudunun normal değerlere dönmesi bir saat kadar vakit alır. Bu da vücudun ısınmasını sağlayan kanatların olabildiğince sık çırpılması ile sağlanır. (4) 

Sinek kuşlarının sahip oldukları özellikleri zaman içinde yavaş yavaş kazanmış olmaları mümkün değildir, çünkü böyle bir sürecin ara aşamalarında hayatta kalamazlar. Nitekim Darwinizm savunucularının iddia ettikleri gibi aşama aşama mükemmelleşen bir canlı da yoktur; aksine farklı canlı grupları, yeryüzü katmanlarında ilk belirdikleri andan itibaren şu anki halleriyle bulunmaktadır. Bunun en önemli kanıtı da milyonlarca yıl öncesinden günümüze ulaşan canlı kalıntıları olan fosillerin adeta yaşayan fosiller olmasıdır. Yani geçmişteki örnekleri ile birebir aynı özelliklere sahiptirler, bu da bize hiç değişmeden günümüze kadar geldiklerini göstermektedir.

Tyer Wind isimli üretici, bir sinek kuşunun kanatlarını hareket ettirmesine odaklanarak paradigma değiştiren dikey eksenli bir rüzgâr türbini geliştirmiştir. Bu yeni tip türbin geleneksel dönen kanatlı yerine, 3D Aouinian Kinematiğine dayalı olarak rüzgar enerjisini elektriğe dönüştüren "çırpınan kanatlara" sahiptir. Sinek kuşundan örnek alınan tasarım, bir dizi bilgisayar simülasyonu ile tasarlanmış ve seri üretim öncesi bir prototip üretilmiştir. Sinek kuşundaki mükemmellik tasarıma güç verimliliği, aerodinamik uygunluk ve malzeme dayanıklılığı kazandırmıştır. Bu yeni türbin, rüzgârı son derece verimli bir biçimde elektriğe çevirmektedir. Standart rüzgâr türbinlerine göre oldukça küçük bir alanı taraması ses kirliliğini ortadan kaldırır ve direklerin boyu kısaldığı için de pervanelerden daha küçük ebatlı olan kanatlar türbinin arazide kullanımına uygun hale gelir. Tabi bunların tamamı maliyetleri de düşürmektedir. (5)

Sinek kuşunun şaşkınlık veren özellikleri ve bunun bir teknoloji firmasına ilham kaynağı olması onun yaratıldığının bilimsel kanıtlarındandır. Bu kanıtlar, insanlara Kuran'da öğretilen bir gerçeği teyit etmektedir: Sinek kuşlarını, sahip oldukları üstün uçuş kabiliyetleri ve bu kabiliyeti sağlayan uygun tasarımlarla yaratan, her şeyin Yaratıcısı olan Allah'tır. Kuran'da Allah "... O'nun, alnından yakalayıp-denetlemediği hiçbir canlı yoktur..." (Hud Suresi, 56) ayetiyle canlılar üzerindeki hakimiyetini bildirmektedir.

Kaynaklar: 

(1) Marni Fogelson, 6 groundbreaking examples of tech innovations inspired by biomimicry, Inhabitat 29 Mart 2017
https://inhabitat.com/6-groundbreaking-examples-of-tech-innovations-inspired-by-biomimicry/

(2) Hummingbirds, Season of Spring 2008, 5 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi.
https://web.archive.org/web/20160305012424/http://www.seasonofspring.com/hummingbirds.html 

(3) James Gorman, The Amazing Metabolism of Hummingbirds, The New York Times, 20 Mart 10”8 https://www.nytimes.com/2018/03/20/science/hummingbirds-fructose-metabolism.html 

(4) Vindi Sekhon, Hummingbirds a Frequent Sight in the Winter!, Wild Life Rescue 7 Aralık 2021,
https://journeynorth.org/tm/humm/EnergyTorpor.html#:~:text=They%20may%20be%20the%20tiniest,nectar%20and%20insects%20per%20day.

(5) Kenneth Carter, Copying the Power of Nature, Wind Systems 21 Nisan 2017,
https://www.windsystemsmag.com/copying-the-power-of-nature/

https://solarimpulse.com/companies/tyer-wind#