分享

蜻蜓为何是飞行界的王牌?诡异的飞行,让科学家研究多年依然头痛

 安喜的空间 2022-07-22 发布于上海
蜻蜓是我们都很熟悉的大型昆虫。你可知道它是世界上最古老的昆虫之一。当恐龙还没有出现的时候,蜻蜓就主宰天空了。它们已经自由飞翔了亿万年了。
图片
蜻蜓是自然界中一种结构极为精致的昆虫,它的飞行技艺十分高超。一到夏天,雨前、雨后,它们常常成群结队,犹如战斗机群在晴空编队飞行。
蜻蜓被称为“飞行之王”,它们那一小时约一百千米的速度,差不多就是一头猎豹全速奔跑的速度。与蜻蜓相比,猎豹的奔跑是不持久的,因为蜻蜓可以连续飞行一小时,而猎豹只能连续奔跑较短的时间。
图片
特技飞行师——蜻蜓
蜻蜓并不只因为飞行速度和耐力堪称“飞行之王”,它们的“花样”飞行也是无与伦比的。一些高难度的动作,蜻蜓做起来游刃有余。
例如它们可以静静地悬在空中,看起来一动不动,然后突然像箭一样疾飞而去,而且可以随时停住,几乎没有减速过程。至于头上尾下、倒飞、急转弯、由平飞突然改为垂直上冲等飞行方式,对蜻蜓来说,“那都不是事儿”。
在灵活性上,即便是目前最先进的人造飞行器也无法与其相提并论。因此,蜻蜓能在5000多米的高空中飞行,并能横穿欧亚大陆及在南、北美洲之间往返飞行。
图片
蜻蜓有如此高超的飞行技巧,与它们的翅膀构造有着很大的关系。
它们有四只大翅膀,展开后与它们的身长差不多长。后翅常比前翅略大。
蜻蜓的翅膀轻便、坚硬,而且,它四个翅膀的运动相互独立,互不干扰,这使得蜻蜓能够很快地改变运动方向。
需要转弯时,一侧翅膀向前扇动,另一对翅膀向后扇动,就能很快改变方向。蜻蜓还可以让前翅向下移动,后翅向上移动,使身体像直升机一样悬停空中。飞行时,蜻蜓的腹部或弯曲,或卷起,也能帮助翅膀调整飞行的速度、方向和高度。
图片
蜻蜓仿生
在绚丽多彩的仿生世界里,为了制造飞机,少不了要研究蜻蜓。
早在100多年前,法国昆虫学家便提出蜻蜓是飞机的良好模型。后来,法国制造的单翼机中就有一种取名为“豆娘”(蜻蜓家族的成员)的飞机,就是通过研究蜻蜓后改进的。
原来,飞机在高速飞行时,若出现颤振,将是致命的危险。不少试制的新型飞机便是因为这一点没有过关导致机毁人亡。
图片
为了消除颤振,60年代初,前苏联科学家们终于从蜻蜓身上得到灵感。蜻蜓翅膀前缘上方,有一块角质加厚部分(昆虫学上称之为“翼眼”),如将“翼眼”破坏,蜻蜓便不能正常飞行。这证明是翼眼使飞行中的蜻蜓不受颤振的影响。
人们受蜻蜓的翅痣的启发,在飞机机翼上设计了加厚部分——配重,这样就很好地避免震颤的发生,保证飞机能够安全地飞行。
同理,科研人员在导弹舵面的前缘末端增加配重,使结构重心位置前移,从而解决了导弹颤振问题,大大降低了飞行过程中的故障率。
图片
保护蜻蜓
蜻蜓是益虫,也是人类的好朋友,一些国家或地区还制定了保护蜻蜓的法律法规。
日本在渡川河流域建立了一个独特的蜻蜓自然保护区,面积达2270平方千米。保护区内河水清澈透明,两岸风光秀丽,是蜻蜓繁衍生息的好地方。
那里拥有80多种蜻蜓,它们漫天飞舞,五颜六色,千姿百态,成为一大景观。蜻蜓的幼虫都以水中的浮游生物为食,当地人称蜻蜓为河水的“天然净化器”“义务清洁工”,认为保护蜻蜓就是保护自然,保护人类自己。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多