雨燕變翼飛行之謎:求偶、休息時都在飛行,雄貓飛機靈感來源于它
張國榮在《阿飛正傳》中有一句經(jīng)典的臺詞:
我聽別人說,這世界上有一種鳥是沒有腳的,它只能夠一直地飛,飛累了就睡在風(fēng)里,這種鳥一輩子只能落地一次,那一次就是死亡的時候。
無腳鳥的傳說由來已久,可很少有人知道,無腳鳥其實是有原型的,這種鳥就是雨燕。

雨燕真的很少落地,好像天空才是它們的家,雨燕甚至在睡覺的時候也在飛行,工程師一直都在參照其高超的飛行技巧和身體結(jié)構(gòu)來設(shè)計高性能的飛機。
26年前,美國“雄貓”飛機宣布正式退役,這意味著當(dāng)時最成功的“可變翼”飛機的研究項目也就此擱置。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)雨燕在飛行時,翅膀的形狀是會根據(jù)飛行狀態(tài)隨時變化的,所以科學(xué)家也利用仿生學(xué),將其盡可能地復(fù)制在飛機上,充分利用空氣動力學(xué)優(yōu)勢,使飛機飛得更快、更靈活、更加節(jié)省燃料。


但當(dāng)時的技術(shù)無法使飛機機翼像鳥翼那樣自由且智能地改變形狀,這仍然是一個技術(shù)性難題,盡管“雄貓”是當(dāng)時同類飛機中性能最佳的,但仍然無法和雨燕相提并論。
如今,科學(xué)在不斷地發(fā)展進步,科學(xué)家有信心能徹底解開雨燕飛行之謎,了解雨燕在飛行時,翅膀在各種情況下是如何變化的,上述問題也將在日后迎刃而解。
隨著科學(xué)的進步,科學(xué)家也能借助高科技手段觀察到雨燕的習(xí)性,它們在覓食、交配、睡覺時都在飛行。


但雨燕在飛行時卻很少拍打翅膀,僅僅通過改變翅膀的形狀,就可以在空中長距離地滑翔,正因為如此,雨燕也成了科學(xué)家研究仿生飛機及變形機翼最為理想的鳥類。
雨燕的翅膀在形狀上來看,在尖端逐漸交匯為一點,非常像一支回旋鏢,它的骨架、羽毛和羽翼形狀都是其飛翔的組成部分。

一般鳥類的飛羽長在翼尖骨上,而次飛羽長在前肢骨上,雨燕和其他鳥類的不同之處在于,它們的翼尖骨非常大,這就增加了其變換翅膀形狀的可操縱性,只要稍微改變一下翼尖骨的角度,就可以改變翅膀的面積和形狀。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)雨燕在不同飛行條件下會將翅膀改變成不同的形狀,例如當(dāng)翼尖骨折起來時,翅膀扇動的有效面積立刻就縮小了三分之一。


科學(xué)家曾將自然死亡的雨燕翅膀取下,然后固定在儀器上,然后改變環(huán)境氣流的拖曳力和氣流垂直升力,最后觀察雨燕翅膀是如何改變形狀的,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)當(dāng)雨燕完全舒展開翅膀時,它使用的能力最少,滑行時間最長,速度可達(dá)32m/h。
雨燕最奇特的技能是一邊飛行,一邊睡覺,它們會定期扇動一下翅膀,這樣可以保證時速,也能將每分鐘下降的高度減少到最低限度。
而當(dāng)雨燕準(zhǔn)備高速飛行時,它們能迅速地收起翅膀,最高速度可達(dá)105km/h,在高速飛行時,收起翅膀可以減少拖曳力,同時又能有效地保持小角度滑行,并使之在空中停留的時間進一步加長。


如果雨燕在低速直線飛行時,需要張開翅膀,在高速直線飛行時,需要收緊翅膀,那么在空中轉(zhuǎn)彎時呢?科學(xué)家發(fā)現(xiàn),雨燕在轉(zhuǎn)彎時也是需要張開翅膀的,張開翅膀轉(zhuǎn)彎要比收緊翅膀轉(zhuǎn)彎至少快1.5倍。
但是在在高速度轉(zhuǎn)彎時,張開翅膀時很容易被氣動壓力所損傷,所以在高速轉(zhuǎn)彎時,雨燕會張開翅膀,但會自然彎曲到一定角度,從而避免自己受傷。正是因為有著如此之高的飛行技能,所以雨燕的捕食成功率能達(dá)到80%左右。


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