作者:Kelly MacNamara 科学家们认为,当蝴蝶在起飞时容易受到捕食者的攻击时,它们可能会利用“拍手”来帮助加速飞行 蝴蝶古怪飘动的飞行可能不会给人以顶级空气动力学性能的印象,但周三发表的研究表明,它们巨大的柔性翅膀可以完美地设计成喷射推进的效果
瑞典隆德大学的科学家们开始验证一个已有几十年历史的理论,即昆虫会一起“拍击”它们的翅膀,以如此大的力量挤压它们之间的空气,从而推动它们前进
在他们发表在《界面》杂志上的对自由飞翔的蝴蝶的空气动力学分析中,他们表明拍手功能确实产生了一股空气推进力
但是他们也发现蝴蝶执行这一动作的方式“比我们意识到的要先进得多”,合著者、隆德大学生物系教授佩尔·亨宁森说
他告诉法新社,在翅膀拍击在一起的那一刻,它们“不仅仅是两个平的表面撞在一起”
取而代之的是,它们形成了一个“口袋”形状,据信可以截留更多的空气
当研究人员用机械翅膀重现这种情况时,他们发现,与刚性翅膀相比,那些在撞击时形成这个口袋的蝴蝶般灵活的人在产生的能量方面要有效22%,在使用的能量方面要有效28%
研究小组建议,他们的发现可以用于使用拍手翼推进的无人机
捕食者躲避 亨宁森说,性能的“戏剧性改善”令人惊讶
“这是一种对科学家来说最令人兴奋的发现——那些你没有真正预料到的发现,”他说
他补充说,蝴蝶翅膀“虽然通常被认为在空气动力学上效率低下”,但可能特别擅长形成这种口袋形状,这表明它们可能进化出了增强的拍击推进力,以此来躲避掠食者,掠食者可能会在它们起飞时发现它们
他说:“为了降低被捕获的风险,蝴蝶通常会快速突然起飞,其中许多以不稳定和不可预测的方式飞行。”
“如果翅膀的杯状形状确实极大地改善了拍手,这将使蝴蝶更快地起飞,更好地避免被捕获,因此你可以想象对这一特征有很强的选择性压力
" 这项研究表明,其他生物——如鱼或青蛙——也可能已经利用杯状翅膀、鳍或脚发展了拍手推进
亨宁森说,虽然拍拍翅膀的理论从20世纪70年代就已经存在,但对蝴蝶飞行的研究通常依赖于拴着的蝴蝶或使用模拟
但是测量流量技术的进步意味着作者能够观察自然飞行中的生物
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