
尽管大多数飞机的机翼相对平坦,但自然似乎更喜欢扭曲。
新研究发现昆虫的翅膀在飞行过程中常常变形,翅膀的扭曲,弯曲运动在他们的飞行过程中起着重要作用。
由澳大利亚新南威尔士大学的约翰·扬(John Young)领导的一支团队最近研究了蝗虫,以制造迄今为止最准确的昆虫飞行模型之一。他们使用高速数码摄像头拍摄了虫子的机翼运动,并发现蝗虫翅膀在飞行过程中弯曲。
研究人员将其测量结果输入到三维计算机模拟中,这是第一个包括Wings的复杂曲线。在模型中,研究人员测试了不同的情况并删除了某些机翼特征,以探索空气动力学效应。
该小组发现,扭曲的翅膀比扁平机翼高得多。
研究合着者的合着者阿德里安·托马斯(Adrian Thomas)说:“如果您从平面机翼更改为扭曲的机翼,则需要减少50%的能力来产生相同的升降机,这是巨大的节省。”
提升更多,更少的阻力
该模型表明,弯曲机翼可以更好地创建正确的气流,同时使最小的拖动向下。
托马斯告诉《生命科学》:“蝗虫精心调整的形状产生了升降机,而没有昂贵的阻力。”该研究在9月18日的《科学》杂志上详细介绍。
最近的另一项研究研究了烟草霍克莫斯(Manduca Sexta)。华盛顿大学的研究生安德鲁·芒特卡斯尔(Andrew Mountcastle)使用高速数字视频来监视活泼的飞蛾和蛾的机翼附在机械挡板上,以研究机翼运动如何影响气流。
在5月在流体期刊实验中发表的一项研究中,芒特卡斯尔和他的团队成员发现,灵活的机翼比固定机翼更可取。
芒特卡斯尔在电话采访中说:“我们发现诱发的气流有很大的差异。” “我们的结果表明,灵活的翅膀在转移升降机方面做得更好。”
在能够调整不稳定的风时,扭曲的翅膀似乎具有优势。
申请飞机?
这种类型的研究有助于科学家了解昆虫中的机翼形式和功能如何发展。它还可以帮助发明家试图复制大自然的惊人壮举。
“工程师正在寻求建造微型飞机托马斯说:“这种利用的拍打飞行及其主要问题是获得足够的力量。我的猜测是制造翼翼飞机的正确方法是看看风冲浪者和赛车游艇设计师的所作所为。它们应该使翅膀在帆上比飞机翅膀更紧密地建模。”
他说,帆能够像昆虫的翅膀一样变形和扭曲,并且是比固定飞机翅膀飞行的动物更好的模型。如果微型飞机机翼内置了更大的灵活性,它们可能能够更好地创建所需的升降机。
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