
生物并不是唯一能够进化的东西。一项新的研究表明,飞机设计也在不断发展。
传统上,人们认为不可能见证生物进化,因为它发生在时间尺度上比单一人类生活更长。但是,飞机遵循与飞行动物相同的进化模式,但在可观察到的一段时间内。
作者在研究中写道:“在这里,我们证明我们可以通过观看飞行人类和机器物种的进化来目睹我们一生中的进化:飞机。”应用物理学杂志。
北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的机械工程师Adrian Bejan及其同事们从载人飞行的最早时代开始分析了飞机设计。 [超音速! 10架最快的军用飞机这是给出的
研究人员写道:“飞机正在飞行建筑物。” “每个模型都是一种新的人类和机器设计,用于将我们的身体,群体和物品转移到整个世界上。”
研究人员发现,飞机遵循与鸟类,蝙蝠和其他飞行动物相同的原理:较大的设计更快,更高效且飞行范围更大。发动机质量与飞机的质量成正比,与飞行动物的肌肉,心脏和肺与其体重相对应。此外,飞机的翼展与机身长度成正比,所需的燃料量也与体型成正比。
“这再次类似于我们在自然界中的飞行生物中看到的东西,表明飞机汇聚在建筑设计规则上,使它们与他们的活人相连,“ bejan”在一份声明中说。
Concorde发生了飞机进化趋势的一个例外。协和可以在其他商业客机的一半不到一半的时间内飞行跨大西洋航班,例如从纽约到伦敦。协和的人很小,机身长和短翼潘。研究人员说,与其前辈相反,它具有巨大的发动机和不良的燃油经济性。
飞机设计可以被认为是一种流动系统,它是任何具有分支模式的东西,例如河流盆地,动物迁移路线或城市交通。在1996年,Bejan制定了一条规则,称为结构定律,该规则规定,“对于任何有限的流动系统都可以持续存在,即,它必须保持生动,它必须以这种方式更容易地访问其通道”。
在这种情况下,“生命”系统是飞行器和空气平面,其“电流”包括诸如世界地图上车辆体重的流动,身体周围的气流以及飞机发动机中的水和热流。
研究人员说,基于这种飞机进化模型,预测飞机设计的下一阶段应该很容易。他们预见到创建更大的飞机,发动机尺寸和翼展与机身尺寸成正比。
Bejan说,研究结果表明,进化过程不仅可以应用于生物学。他说:“进化属于物理学。”
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