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鸟类飞行的基本类型 飞行动物的结构和功能尽管千差万别,但飞行的基本类型可分为三类,即滑翔、翱翔和扑翼飞行。
1、滑翔
从某一高度向下方飘行。滑翔得以持续的条件是:体重/速度=移动距离/失高。升力与阻力的比值越高和滑翔角度越小时,下沉也越慢,因而有较远的水平滑翔距离。飞鱼、飞蛙、飞蜥和鼯鼠等的飞行就属于这种类型。鸟类的扑翼飞行也常伴以滑翔,特别是在着陆之前。
2、翱翔
从气流中获得能量的一种飞行方式,也是不消耗肌肉收缩能量的一种飞行方式,一般分为静态翱翔和动态翱翔两类。前者利用上升的热气流或障碍物(例如山、森林)处产生的上升气流。蝴蝶、蜻蜓和一些鸟类(例如鹰和乌鸦等)能利用这种垂直动量及能量产生的推力和升力。动态翱翔利用随时间或高度不断变化的水平风速产生的水平动气流。许多大型海鸟(例如信天翁和海鸥)普遍采用这种飞行方式。风吹经海面时,越接近海面越因摩擦而受阻,因而在约45米高的气层中产生许多切层,其风速从最低处的零达到顶层的最高速。海鸟利用这种动量在气流中盘旋升降,不需要扑翼即可终日翱翔。
3、扑翼飞行
借发达的肌群扑动双翼而产生能量,是飞行动物最基本的飞行方式。
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请问鸟类飞行的原理是什么?
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3 个回答
叶落无声
叶落无声
数学/音乐/计算机/美食/人文/心理
问题问的比较宽泛,实际上需要回答这么三个方面的问题:鸟类的起飞原理、鸟类持续飞行(包括扑翼、翱翔、悬停)原理、鸟类的飞行降落原理。
目前来说,这些过程都没有非常清晰的了解,但是定性的解释还是能知道的。与持续飞行过程相比,起飞过程和降落过程是比较特殊的,其原理并不一样。因为起飞过程和降落过程会有比较明显的地面效应,而飞行过程中则没有影响。
起飞阶段,鸟类往往会先进行弹跳,到空中后再振翅。由于弹跳获得一个斜向上的动量,所以振翅主要是获得持续动量补充。除非此时迎面有风,否则是无法借力的,需要快速拍打翅膀,将气流斜向下推出。不过在上冲过程中,翅膀还不能完全直着展开,而是要以弓形上挥动,然后再平展开,向下挥动完成下冲过程。这是因为弓形表面的科恩达效应,在上挥过程有利于气流下流,从而减小阻力提高升力。这个过程获得的升力是由翅膀上方的吸力和反推力共同完成的,而不单单是反推力(因为起飞获得加速度太大,鸟能提供的反推力有限)。对于有迎风情况,则简单多了,因为风力能提供较大的升力,所以鸟类主要是克服前进阻力,此时翅膀需要尽可能展开。
自由持续飞翔阶段,就比较复杂了,因为不同鸟类翅膀结构不同,因而翅膀的拍打方式也不同,不过翱翔的过程大致相似。飞行过程中最主要的还是飞行的控制问题。因为不管是长而窄的翅膀,还是宽而大的翅膀,其升力原理都是类似的,通过下挥获得较大旋转角速度的漩涡气流,但尽量让翅膀尖端羽毛竖起,并留出鱼鳞状缝隙(防止翼尖涡诱导的上升气流绕到翅膀上表面而降低升力),然后上挥使其附着在上表面,从而制造翅膀上下表面较大的气压差,提高升力;接着斜上后推,较大涡量的气流被后推走,但此时翅膀是以流线轨迹弓着顺势滑走漩涡,科恩达效应使得气流出现向下偏转的强大动力,提供了下一次挥翅之前的升力和前进动力。
这个过程的原理其实跟鱼儿摆尾的机理类似,只不过鱼儿是通过尾巴制造漩涡,将其顺势推出而获得前进动力而已,人们的摇橹也是类似这个原理。
至于翱翔阶段,这个则是迎着气流上升然后反向下降再迎风上升的过程,在下降过程中拍打翅膀补充能量损失,则可以拍打少量次数的翅膀从而长时间留在空中。有的滑翔则是直接伸展翅膀不动,利用惯性和动能来持续飞行,这种鸟类需要比较长而窄的翅膀
飞机运用的不仅是仿生学,而是由鸟类飞行研究中衍生出来的空气动力学。
鸟用翅膀扇动产生涡流气压,气压向下是自身被抬起,气压向后下方,获得向前的动力!
飞机运用的不仅是仿生学,而是由鸟类飞行研究中衍生出来的空气动力学。
鸟用翅膀扇动产生涡流气压,气压向下是自身被抬起,气压向后下方,获得向前的动力!
(有些类似作用力与反作用力,但是作用力必须作用于物体,鸟是作用于空气中)
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