Flyvefisken Exocoetus callopterus er så vidt vides den eneste fiskeart, der udviklet evnen til at flyve. Den er i stand til at svæve op til 400 meter hen over havoverfladen i ét stræk med 70 km/h. Sådan et svæv varer mere end 40 sekunder.

Fascination af disse fisk har fået to sydkoreanske forskere til at analysere fiskenes flyveevne og sammenligne med fugle. Det viser sig, at flyvefisken kan måle sig med stormsvalen, når det gælder den aerodynamiske effektivitet. Det skriver de i en forskningsartikel i septembernummeret af tidsskriftet Journal of Experimental Biology.

De to forskere, Haecheon Choi og Hyungmin Park fra Seoul National University, rejste først til Japan for at købe flyvefisk på det berømte Tsukiji fiskemarked, men det kom der imidlertid ikke nogen fisk ud af. Det endte med, at de selv måtte ud og fiske flyvefisk i det Østkoreanske Hav.

Her lykkedes det at fange 40 flyvefisk med mørkkantede vinger. Ud af dem blev udvalgt fem, der havde samme størrelse. De fem fisk blev tørret og udstoppet, nogle med vingerne udfoldet og andre med vingerne foldet ind mod kroppen.

Derpå blev fiskene udstyret med sensorer, forbundet med måleinstrumenter og indsat i en vindtunnel. En fikstur blev indrettet så fiskenes indfaldsvinkel kunne varieres fra minus 15 til plus 45 grader i forhold til luftstrømmen gennem tunnelen.

I denne opstilling kunne forskerne måle såvel vingernes opdrift som den samlede luftmodstand fra fiskens krop. Dermed kunne de beregne forholdet mellem dyrets opdrift og modstand (L/D ratio).

Opdrift og luftmodstand forandrer sig, når indfaldsvinklen ændres. Og de to forskere kunne konstatere, at forholdet var optimalt, netop når flyvefisken holdes vandret. Det betyder, at flyvefisken kan glideflyve længst, når den holder kroppen præcis parallel med havoverfladen - og det kan man iagttage, at de gør i praksis.

Derpå målte de på flyvefiskens stabilitet med vingerne foldet ud, og det viste sig, at i den stilling var fisken meget stabil i lufthavet. Derimod blev den ustabil, når vingerne var slået ind. Og det er en fordel for den, når den svømmer i havet.

Flyvefisk bruger ground effect
I luften holder flyvefisk sig altid helt nede ved havoverfladen. De får aldrig lyst til en sviptur op i højden, selv om det ikke burde være umuligt for dem. Derfor bestemte de koreanske forskere sig for også at undersøge, hvilken betydning den såkaldte "ground effect" har for flyvefisken.

Ground effect kendes af alle piloter. Det er en aerodynamisk effekt, som opstår, når et fly flyver i en højde, der er under halvdelen af vingespændet - det vil sige afstanden mellem vingespidserne. I den højde forsvinder den inducerede luftmodstand fra vingespidserne næsten fuldstændig, og derfor øges glideafstanden betydeligt.

Den inducerede modstand vokser normalt kraftigt, når luftens indfaldsvinkel øges, som den gør under start og landing, især hvis vingerne er korte og brede. Men ground effect trækker altså regnestykket i den modsatte retning og reducerer modstanden.

Flyvefiskenes finner minder lidt om jetfly-vinger, de er i hvert fald ikke mellem de længste. Så spørgsmålet om ground effects betydning er indlysende relevant.

Og helt som forventet viste det sig, at ground effect'en øgede L/D-forholdet betragteligt. Så flyvefisken har altså en effektivitetsgevinst ved at holde sig tæt på havoverfladen, når den flyver.

Vandoverfladen mindsker luftmodstand
Derpå gjorde forskerne et nyt forsøg, hvor de undersøgte fordelen ved ground effect - dels med en hård plade under fisken og dels med en vandoverflade i stedet for pladen.

Det viste sig, at luftmodstanden blev endnu mindre, når pladen blev skiftet ud med vand.

De prøvede også at sende striber af røg gennem vindtunnelen for at se, hvordan luften opfører sig lige omkring fiskens krop. Og her viste det sig, at der var særlige stråler af luft, som accelererer hen langs kroppen - navnlig på undersiden.

Yyungmin Park forklarer i artiklen, at flyvefiskens særlige mavefinner, en stor forrest og en mindre bagved, accelererer luften hen mod halefinnen som en tynd jetstråle. Det forbedrer L/D-forholdet endnu en tand.

De to forskere vil nu prøve at bygge en flymodel, som udnytter flyvefiskens specielle brug af ground effect.