
新风孔测试显示,它们的动作似乎不稳定且无情,但蝙蝠比鸟类更有效,这要归功于空中生物中独特的空运机制。
以前的研究比较了鸟类,昆虫和蝙蝠类似尺寸的尺寸 - a蜂鸟例如,一个小的蝙蝠和一个大蛾子 - 蝙蝠[图像]使用较少的能量飞行,但“没有人真正对此现象有解释。”
风洞测试表明,高效蝙蝠飞行的秘诀在于毛茸茸的生物的柔性皮肤膜及其多个连接的翅膀,这共同创造了一个变形提供更多的升力,更少的阻力和更大的可操作性的结构。
像人的手
与昆虫和鸟类不同,这些昆虫和鸟类相对僵硬翅膀只能在几个方向上移动,蝙蝠的机翼包含二十多个接头,这些接头被薄薄的弹性膜覆盖,可以伸展以捕捉空气并以许多不同的方式产生升力[视频]。
Swartz解释说,这使蝙蝠对飞行过程中的翅膀采取的三维形状具有极大的控制。
她说:“昆虫可以在相当于肩膀的昆虫上移动关节,但这是唯一可以施加力和控制运动的地方。”鸟类的翅膀有更多的关节,但是与蝙蝠相比,这没什么。
“蝙蝠的运行方式与我们拥有的骨骼相同。人的手在蝙蝠的翅膀上还有更多吗?” Swartz告诉生活学。 “考虑一下我们对手形状的控制程度 - 蝙蝠能够将其扩展为在飞行过程中进行精细的调整。”
曾经认为,尽管有这么多的机翼接头,但蝙蝠稳定翅膀并像鸟类那样上下挥舞着翅膀并向下挥动它们更有效。
斯瓦茨在电话采访中说:“当我们更仔细地看时,我们看到的是,实际上,这不是他们在做什么。” “这表明他们能够利用这种高度接头的系统来对飞行过程中的机翼形状进行微妙的调整。”
弹力的翅膀
蝙蝠有效飞行的另一个钥匙在于其高度弹性的机翼。风洞测试的视频表明,在直飞飞行过程中,蝙蝠的机翼大部分都用于下雷。但是,由于膜可以弯曲和拉伸比鸟翼可以弯曲得多,因此蝙蝠可以产生更大的升力,以减少能量。
通过在蝙蝠上吹无毒的烟雾[视频],研究人员还能够创建一个视频,揭示了空气在翅膀上拍摄时如何在生物周围流动。
数据表明,在下风期间,空气涡流(在吹翼飞行中产生了大部分升降机),可以追踪动物的机翼。但是在上文中,涡流似乎完全来自另一个位置,也许是手腕关节。
研究人员认为,这种不寻常的模式有助于使BAT飞行效率更高,并将其归功于机翼的巨大灵活性和表达。
飞行器的型号
这些发现,详细介绍了2006年12月的《杂志》实用和仿生,建议毛茸茸的传单可能为飞行器。
“蝙蝠具有独特的功能,但目标不是建造看起来像蝙蝠的东西,”研究团队成员也是布朗大学的肯尼·布鲁尔(Kenny Breuer)说。 “我们想了解蝙蝠的飞行,并能够将蝙蝠飞行的某些功能纳入工程车辆。”
蝙蝠的翅膀的复杂性也挑战了一些当前的理论,这些理论说蝙蝠是从某种形式演变而来的飞行松鼠型生物。
斯瓦茨说:“这可能仍然是真的,但我们今天所知道的是,尽管滑行似乎已经在哺乳动物中进化了七次,但这些群体中没有一个人与蝙蝠密切相关。”