蜂鸟可以向后飞行
蜂鸟因飞行时两翅振动发出嗡嗡声酷似蜜蜂而得名。体型小,体被鳞状羽,色彩鲜艳,并闪耀彩虹色或金属光泽,雄鸟更为鲜艳
飞翔时两翅急速拍动,快速有力而持久;频率可达每秒50次以上。善于持久地在花丛中徘徊“停飞”,有时还能倒飞
蜂鸟约90%的食物来自花蜜,其余为节肢动物,包括苍蝇、黄蜂、蜘蛛、甲虫和蚂蚁。它们薄而长的鸟喙很适合汲取花蜜
蜂鸟的体型太小,骨架不易保存成为化石,它的演化史至今仍是个谜
然而在德国南部科学家却发现了目前世界上最古老的蜂鸟化石,距今已有3000多万年的历史,由此可知,蜂鸟的祖先远在渐新世的时候就已经出现
遗传分析表明,蜂鸟的多样性今天继续在上升和增长,新物种的产生率超过灭绝速度
摘要:蜂鸟是唯一可以向后飞行的鸟。蜂鸟也可以在空中悬停以及向左和向右飞。本文主要对该类型飞行方式做简要的介绍,同时对仿生学飞行器做一简单的分析,最后加入自己的几点思考。
蜂鸟是雨燕目蜂鸟科动物约600种的统称,是世界上已知最小的鸟类。蜂鸟身体很小,能够通过快速拍打翅膀悬停在空中,每秒约15次到80次,它的快慢取决于蜂鸟的大小。蜂鸟因拍打翅膀的嗡嗡声而得名。
飞行方式简介
俄勒冈州立大学的科学家报告说,他们通过观察蜂鸟飞行时周围的气流漩涡来研究蜂鸟的飞行方式。科学家们首先训练蜂鸟在一个位置固定盘旋,同时从装有糖液的注射器中取食,然后在蜂鸟飞行的空间里加入微小橄榄油粒形成的“薄雾”,并用激光射线从各个角度照射蜂鸟的周围。最后每隔四分之一秒就拍摄两张照片,捕捉油粒的分布形态。从油粒的分布看,蜂鸟在上下拍动翅膀的同时会将身体上抬,翅膀向两边展开。科学家发现,为了获得升力,蜂鸟每次扇动翅膀时都将翅膀部分折叠,使之指向正确的方向,蜂鸟飞行时翅膀的姿势其实与游泳者踩水时手和臂的动作类似,只是频率要快得多。科学家指出,其它鸟类飞翔时所需的升力全部来自翅膀下扇;昆虫飞翔的升力一半来自翅膀下扇,另一半则来自翅膀上扇;而蜂鸟飞翔的升力有75%来自翅膀下扇,25%来自翅膀上扇。这说明,简单从空气动力学的角度判断,蜂鸟的飞行方式介于昆虫和普通鸟类之间。
为了创造出性能更加卓越的飞行机器人,斯坦福大学的研究团队经常需要观察一些肉眼难以捕捉到的画面,如蜂鸟是如何的悬停的?如何俯冲的?于是乎斯坦福大学弄来了高速摄像机来协助研究,以下是斯坦福大学自己制作关于蜂鸟飞行的视频。
1 飞行和新陈代谢特点 蜂鸟飞行的速度是50公里/小时,如果是俯冲的话,时速可以达到100公里。蜂鸟是世界上拍翅最快的鸟类,蜂鸟振翼的平均频率是50次/秒;有些种类的蜂鸟甚至可以高达200次/秒。它们的翅膀非常灵活,而且向上振翼和向下振翼时都可以将身体向前推进,这是与大多其它鸟类的不同之处。为适应翅膀的快速拍打,蜂鸟的新陈代谢在所有动物是最快的。它们的心跳能达到每分钟500下!蜂鸟每天消耗的食品远超过他们自身的体重,为了获取巨量的食物,它们每天必须采食数百朵花。有时候蜂鸟必须忍受好几个小时的饥饿。为了适应这种情况,它们能在夜里或不容易获取食物的时候减慢新陈代谢速度。进入一种象冬眠一样的状态,称为“蛰伏”在“蛰伏”期间,心跳的速率和呼吸的频率都会变慢,以降低对食物的需求。
2 A-160蜂鸟无人机
A-160蜂鸟是一种垂直起降的无人驾驶无人机,是在1998年初由美国五角大楼下属的国防高级研究计划局(DARPA)与圣地亚哥的边界航空公司(后被波音公司收购)合作开发的一种无铰链刚性旋翼概念机,该机是用最佳旋翼速度来进行垂直起降的低负载低旋翼速度无人机,它可以高效的进行低马力巡航,并且续航能力强。这独一无二的设计让蜂鸟的航程和续航能力获得了明显的升高。
蜂鸟的飞行方式简介及对仿生学的思考
美国航宇环境公司表示,“蜂鸟”超微型扑翼机将是航空科技的一个里程碑,“‘蜂鸟’将充分利用仿生学原理,在微型飞行器的空气动力和能量转换效率、耐力和操控性方面做出突破,将提高在城市环境下的军事侦察能力。”美国国防部高级研究计划署项目经理马特·坎农说,“蜂鸟”超微型扑翼机的研发仍面临一些障碍,其中推进系统和控制系统是最大的挑战。在第二阶段的研发中,研究人员将致力于延长飞行器的飞行里程,降低其体积、重量和噪音,确保飞行器从旋转到前后飞行的灵活转换。
3 对仿生学的思考
通过对蜂鸟飞行方式的查询了解,以及对仿生学飞行器研究的调查学习,我认为人类在21世纪不可能做出仿蜂鸟飞行方式的高仿生飞行器,因为我们首先需要做的很成功的设计完成扑翼仿生飞行器,而后在进一步研究更复杂类型的仿生飞行器。
其实人类根据仿生学制作了很多不同类型的飞行器,如固定翼的,螺旋桨的或者是喷气的,但是这些都够理想。无法做到想鸟一般的灵活,它们可以在飞行的瞬间改变方向和角度,它们可以在飞行中可以随意改变姿态,穿过细小飞缝隙。所以我们要是想制作出更完美的飞行机器人,就必须要好好研究下那些鸟。