论悬停,蜂鸟我是服气的,但蝙蝠有多努力你知道吗

作者: 悲催的铊宝宝

来源: 我是科学家iScientist

发布日期: 2020-07-18

本文探讨了蜂鸟和食蜜蝙蝠的悬停机制,并分析了它们在进化和仿生飞行器制作中的应用。

说起脊椎动物里的悬停高手,大家可能最先想到蜂鸟。它们可以将长长的喙扎进花里,扑棱着翅膀保持身体在半空中纹丝不动,摆出一副定心凝神吃到饱的姿态。其实,除了蜂鸟,脊椎动物里还有另外一群鲜为人知的悬停高手——食蜜蝙蝠。不同于大多数人心中“吸血鬼”或“捕虫高手”的印象,这类蝙蝠更偏爱甜甜的花蜜。它们会飞到花朵前,把脸埋进花里,快速地伸缩舌头舔食花蜜。

食蜜蝙蝠和蜂鸟一样,饮蜜时能通过扇动翅膀,使身体悬停在花朵旁不动。

一边是蜂鸟轻盈的羽翼,另一边是蝙蝠薄薄的皮膜。这两种质感和结构完全不同的翅膀,居然能实现相似的悬停效果。为了探讨这些问题,来自斯坦福大学的博士生里弗斯·英格索尔等人来到了哥斯达黎加。研究者们使用高分辨率空气动力学测力台,对蜂鸟和蝙蝠的悬停行为进行了分析。

研究者们发现,蜂鸟振翅的上下、前后幅度十分对称,整个振翅周期,翅膀扭转角度和伸缩幅度也较小,优雅轻松地完成了悬停过程。食蜜蝙蝠的动作显然要夸张许多。由于在抬升翅膀时,来自空气的阻力向下,抬翅获得的升力较少。蝙蝠便减短了抬翅时间,整个振翅周期也不对称。

如此看来,在“寻蜜”道路上,蜂鸟和食蜜蝙蝠选择了完全不同的进化策略。人们早就注意到了蜂鸟和蝙蝠的飞行方式,这启发了迷你仿生飞行器的制作。2011年,美国国防部高级研究计划局投资AeroVironment公司,研发出了纳米蜂鸟。仿生蝙蝠微型飞行器也很有特色。2017年,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校协作科学研究实验室,研制仿生蝙蝠飞行器。

如此看来,斯坦福大学关于蜂鸟和蝙蝠的研究,不仅深度挖掘了两种动物的悬停机制,也为此类仿生飞行器的制作提供了更多思路。(编辑:Yuki)

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