蝙蝠飞行原理类似黄蜂而不是鸟类

蝙蝠是仿生学的典范。超声波定位原理导致了现代雷达的诞生,那么,作为唯一会飞翔的哺乳动物,蝙蝠的飞行原理是怎样的呢?瑞典科学家最新的一项研究发现,蝙蝠和鸟类飞行的空气动力学机制存在着不同,在飞行速度较慢

是仿生学的典范。超声波定位原理导致了现代雷达的诞生,那么,作为唯一会飞翔的哺乳动物,原理是怎样的呢?

瑞典科学家最新的一项研究发现,和鸟类的空气动力学机制存在着不同,在速度较慢时,扇动翅膀的模式更接近于黄蜂。这种差异使具有极佳机动性,能够在高速飞行中快速转弯,同时也能够在低速飞行时获得更多的升力。这一研究结论将有助于新型飞行器的设计。5月11日的《科学》杂志以封面文章的形式报道了这一研究成果。

领导该研究的是瑞典隆德大学(Lund  University)的Anders  Hedenström,通过对风道中吸蜜蝙蝠(nectar-feeding  bat)翼下的气流形状进行拍摄研究,科学家发现,蝙蝠在飞行过程中产生的旋转涡流比鸟类更加复杂,而且在上行程(翼翅向上向后的运动过程)中会产生更大的力。

之前的研究表明,鸟类在飞行时两翼后侧分别产生的空气涡流会发生合并,形成单一的气流环,这样能够尽可能地减少飞行中产生的扰动和身体后方的拉力。而最新的研究表明,蝙蝠的飞行机制并非如此。蝙蝠膜状翼后方产生的涡流不会合并,两翼基本保持独立运行。尽管这样会减少空气动力作用的效率,但会给蝙蝠带来其他的好处——快速转弯。英国牛津大学动物行为学家Graham  Taylor对此表示赞同,他说,“很明显,蝙蝠是很棒的飞行者。”

新的研究同时表明,在飞行速度较低时,蝙蝠翅膀向上扇动的过程中会产生很大的力。尽管过强的力对鸟类而言绝非好事(鸟类通过将翅端羽毛分开来刻意避免这一状况),但对蝙蝠却有特殊的意义。Hedenström  表示,蝙蝠翅膀向下扇回时能够产生较大的升力,这一飞行方式很像大黄蜂。蝙蝠两翼会在扇动过程中产生弯曲,这就好比航海时水手利用风帆向预定的方向前进。

Hedenström推测,鸟类和吸蜜蝙蝠的飞行机制之所以会有所不同,可能是由于后者没有尾巴,因此无法利用鸟类的涡流模式进行飞行。(来源:科学网 | 2007-5-16)

蝙蝠的飞行原理。

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