来自布里斯托尔大学和皇家兽医学院的科学家们发现了鸟类是如何在有阵风的情况下飞行的,这一发现将为小型仿生飞机的开发提供指导。
“鸟类经常在靠近建筑物和地形的强风中飞行——通常是和它们的飞行速度一样快的阵风。因此,应对强风突变的能力对它们的生存至关重要,对它们能够安全着陆和捕获猎物也至关重要。”
温莎博士说:“我们知道,鸟类在挑战类似大小的人造飞行器的条件下表现得惊人地好,但直到现在,我们还不了解其背后的机制。”
这项研究发表在《英国皇家学会学报B》上,揭示了鸟类的翅膀是如何作为一个悬挂系统来应对不断变化的风况的。该团队利用高速、基于视频的3D表面重建、计算机断层扫描(CT)和计算流体动力学(CFD)的创新组合,来了解鸟类如何通过翅膀变形“拒绝”阵风,即通过改变翅膀的形状和姿态。
在皇家兽医学院的结构和运动实验室进行的实验中,研究小组拍摄了一只仓鸮莉莉在一系列风扇产生的垂直阵风中滑翔,其中最强的阵风的速度与她的飞行速度一样快。莉莉是一只训练有素的猎鹰,她是许多自然纪录片的资深演员,所以在所有的灯光和镜头下,杏耀QQ她一点也没有受到惊吓。
“一开始我们的阵风很温和,以防莉莉有什么困难,但很快我们发现,即使在我们所能达到的最高风速下,莉莉还是很镇定。它直接飞过去,去拿训练员Lloyd Buck拿着的食物奖励。”皇家兽医学院的Richard Bomphrey教授评论道。
莉莉穿过了颠簸的阵风,始终保持头部和躯干在飞行轨道上惊人的稳定,就好像她是在使用悬挂系统飞行一样。当我们分析它的时候,让我们惊讶的是悬挂系统的影响不仅仅是由于空气动力学,而是得益于它翅膀的质量。作为参考,我们的上肢约占体重的5%;对于鸟类来说,这一重量大约是原来的两倍,它们可以利用这个重量来有效地吸收阵风。”
“也许最令人兴奋的是发现悬吊效应中最快的部分是建立在翅膀的力学中,杏耀联系所以鸟类不需要主动做任何事情来实现它的工作。”机械装置非常优雅。当你在球拍或球拍的甜点击球时,你的手不会受到冲击,因为那里的力抵消了。任何一个打棒球运动的人都知道这感觉是多么轻松。翅膀有甜点,就像蝙蝠一样。我们的分析表明,阵风的力量作用在甜点附近,
杏耀客户端IOS不能下载 ,这明显地减少了在一秒钟的第一部分对身体的干扰。这个过程是自动的,正好为其他聪明的稳定过程赢得了足够的时间。”布里斯托尔大学的乔纳森·史蒂文森博士补充道。
温莎博士说,由欧洲研究委员会(ERC)、空军科学研究办公室和威康基金会资助的这项研究的下一步是为小型飞机开发仿生悬架系统。