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蝗虫翅膀的飞行效率优于钢铁机翼:对微型飞行器设计的启示

2009-09-28 01:34 黄堃 新华网 阅读 0
核心摘要: 英国牛津大学研究发现,蝗虫翅膀的柔韧性及表面纹路显著提升飞行效率,其效率是平滑机翼的1.5倍。这一研究成果为微型飞行器的设计提供了新思路,并已发表在《科学》杂志上。

蝗虫翅膀不仅柔韧,其表面还具有许多纹路和突起。英国牛津大学的研究人员近日发布了一项研究,揭示了这些特征如何使蝗虫拥有极高的飞行效率。与人类制造的平滑且坚硬的飞机机翼相比,蝗虫的翅膀在飞行效率上更胜一筹。

研究团队以沙漠蝗虫为研究对象,利用高速摄像机记录蝗虫扇动翅膀的动态影像,并在计算机上建立三维空气动力学模型。结果显示,蝗虫翅膀上的纹路和突起,以及翅膀在扇动时的变形,使空气能够平滑地从翅膀表面流过,从而提高了飞行效率。

为了验证模型的可靠性,研究人员对计算机模型进行了两次调整:一次去掉了翅膀表面的纹路和突起,另一次则假设翅膀变得如飞机机翼般平滑且坚硬。结果表明,在相同动力条件下,真实蝗虫翅膀的飞行效率是平滑坚硬的“模拟”翅膀的约1.5倍。

研究人员指出,这一发现不仅解释了为何蝗虫能够进行洲际飞行,还为工程师们提供了设计微型飞行器的新思路。通过模仿蝗虫翅膀的柔韧性和表面纹路,未来的飞行器或许能够实现更高效的飞行性能。

相关研究成果已发表在最新一期的美国《科学》杂志上。

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