一般的鱼有五组鳍。有尾鳍,背鳍,腹鳍。这些鳍各有各自的分工。尾鳍是游进的主要动力,相当于潜艇的推进器和尾舵。鳃下有对腹鰭,起平衡和升降功能。与之对应的是潜艇的围壳舵和首水平舵。处于鱼腹中心的一对腹鳍,是艇的减摇鳍。高高的背鳍,控制游进时的横搖水平。在尾鳍靠前一些,有一个三角旗状鳍,旗鳍只有在高速转向时,偶尔用之,来稳定调头时的姿态。 潜艇是仿生学与现代高科技的结合体。外形不可能参照鱼来设计。首先潜艇是水下兵器,是要满足一定战术要求的。因此它的舵面,与鱼鳍即相似又有所不同。潜艇主要舵面有三组。围壳舵,也叫升降舵。在水中控制艇的横摇,纵摇和升潜等姿态。也有设首水平舵,原理相同。尾舵是主要舵面。有十字,X字舵等类型。兼顾腹鳍和尾鳍双重作用,对艇的姿态和推进有修正作用。 鱼在上浮和转向时首腹鳍会像文人雅士轻搖折扇一样优雅,并随心所欲地用微调来修正自己的姿态。而潜艇的舵面靠液压,齿轮和电传来操纵,不像鱼鳍那么灵活,要实现战术机动,则有些力不从心。二战时,有过全体艇员跑向首舱,用体重来改变艇的纵倾,实现快速下潜。现代潜艇只要加大围壳舵的倾角,便可自由的上浮和下潜。 首水平舵在飞机上叫鸭翼,或机动前翼。鸭翼在大迎角飞行时,产生涡旋,经过主翼时产生涡升力,使飞机操控性良好。也有飞机不设腹鳍,只用鸭翼来实现的,这便是全动式鸭翼,它具有很大的下反角,呈正八字形。当飞机迎角过大时,它可以轴方向改变40~45度,借此稳定机头上抬和产生足够的涡升力,保证飞机不失速,进入尾旋。 任何在流体中运动的物体,无论飞机,潜艇或鱼鸟之类的,都要遵循流体力学的运动规律,即机动性与稳定性,速度与敏捷相结合的设计原理,不违背自然和科学规律,才是高科技与仿生学真正意义上的结合。
2016年12月25日于圣诞节 |
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