Burung dalam kawanan tidak cukup hanya mengikuti pemimpin untuk memperoleh keuntungan terbang. Mereka harus berada sedikit kurang dari setengah kepakan sayap di belakang pemimpin agar dapat mengurangi gerakan sayap secara berarti.
Pada posisi itu, burung pengikut mengepak dalam fase berlawanan dengan burung di depannya. Ritme tersebut membuat ujung sayapnya dapat memanfaatkan pusaran udara yang ditinggalkan oleh kepakan sebelumnya.
Jarak Tepat Mengurangi Ayunan Sayap
Model pada ibis jambul memperlihatkan amplitudo kepakan burung pengikut hanya sekitar 70 persen dari amplitudo ketika terbang sendiri. Sayap burung di belakang tidak perlu bergerak terlalu jauh ke atas dan ke bawah pada setiap siklus.
Gerakan yang lebih singkat ini menjadi sumber penghematan energi paling besar dalam formasi terbang kelompok. Total kebutuhan energi burung pengikut dapat turun sekitar 11 persen.
| Ukuran Efisiensi | Hasil pada Burung Pengikut | Makna |
|---|---|---|
| Amplitudo kepakan | Sekitar 70 persen | Ayunan sayap lebih pendek |
| Gaya dorong | 83 persen | Kebutuhannya turun 17 persen |
| Gaya angkat | 96 persen | Kebutuhannya turun 4 persen |
| Profile power | Lebih rendah | Turun 18 persen |
| Total kebutuhan energi | Lebih rendah | Hemat sekitar 11 persen |
Energi untuk menggerakkan sayap melewati udara dan jalurnya sendiri disebut profile power. Dalam model tersebut, komponen energi ini turun 18 persen pada burung yang mengikuti dari belakang.
Penurunan itu lebih besar daripada penghematan energi untuk menghasilkan gaya angkat yang mencapai 9 persen. Data tersebut menegaskan bahwa kepakan pendek lebih menentukan daripada bantuan gaya angkat dalam menjelaskan efisiensi penerbangan.
Formasi V Bukan Sekadar Memanfaatkan Upwash
Selama ini, formasi V sering dijelaskan melalui teori upwash, yakni aliran udara ke atas dari pusaran sayap burung pemimpin. Aliran ini dianggap membantu burung di belakang mempertahankan gaya angkat.
Kajian terbaru memberikan penekanan berbeda terhadap mekanisme tersebut. Pusaran udara dari burung di depan terlihat lebih berpengaruh dalam menurunkan kebutuhan gaya dorong untuk bergerak maju.
Burung tetap wajib menghasilkan gaya angkat guna melawan gravitasi. Namun, saat kebutuhan dorong berkurang, burung dapat mengubah cara mengepak dan menghemat kerja mekanis pada sayapnya.
Hasil simulasi memperlihatkan kebutuhan gaya angkat burung pengikut masih mencapai 96 persen dibandingkan saat terbang sendiri. Sementara itu, kebutuhan gaya dorongnya menurun lebih jauh hingga menjadi sekitar 83 persen.
Peneliti Menggunakan Model Dua Burung
Olivia Pomerenk, peneliti pascadoktoral, dan Kenneth Breuer, profesor teknik di Brown University, melakukan penelitian ini. Studi tersebut dipublikasikan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.
Mereka membangun model pusaran yang meniru seekor ibis jambul ketika mengepakkan sayap. Burung kedua lalu dimasukkan ke dalam aliran tersebut untuk menilai perubahan gaya angkat, gaya dorong, dan kebutuhan energi selama satu siklus kepakan.
Pendekatan ini tidak memperlakukan burung sebagai pesawat dengan sayap tetap. Model tersebut juga tidak dibuat terlalu rumit dengan menghitung setiap detail pusaran udara secara terpisah.
Perkiraan penghematan energinya sejalan dengan pengamatan terhadap burung besar seperti angsa dan pelikan. Hal itu membantu menjelaskan mengapa susunan terbang kelompok dapat dipertahankan selama perjalanan jauh.
Pelajaran untuk Teknologi Drone
Breuer menilai prinsip yang dipelajari dari aerodinamika burung dapat dipakai untuk memahami pengoperasian kawanan drone. Kemungkinan penerapannya mencakup drone pertanian dan drone untuk pemadaman kebakaran.
Model dua burung ini masih dapat diperluas menjadi simulasi kawanan yang lebih besar. Pengembangan selanjutnya dapat memasukkan dinamika sosial dan interaksi antarburung ketika mereka memilih posisi dalam formasi.
