?花朵上的銀洗貝母蝶 圖片來(lái)源：Alyona Butterfly / stock.adobe.com

一直以來(lái)，蝴蝶如何扇動(dòng)翅膀飛行對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)一直是一個(gè)謎，因?yàn)樗鼈兊某岚蛳鄬?duì)于體型來(lái)說(shuō)異常的大而寬?，F(xiàn)在，瑞典隆德大學(xué)的研究人員在風(fēng)洞中研究了蝴蝶的空氣動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明，蝴蝶使用了一種非常有效的拍手技巧，從而利用了它們獨(dú)特的翅膀。這有助于它們?cè)诙惚懿妒痴邥r(shí)迅速起飛。這項(xiàng)研究解釋了翅膀形狀和翅膀靈活性的好處。

研究人員在風(fēng)洞中研究了自由飛行的蝴蝶在起飛時(shí)的翼拍。在向上劃水的過(guò)程中，它們的翅膀呈杯狀，形成一個(gè)充滿空氣的口袋。當(dāng)翅膀相撞時(shí)，空氣就會(huì)被擠出來(lái)，形成一股向后的氣流，推動(dòng)蝴蝶向前飛。向下的翼拍還有另一個(gè)功能：蝴蝶能在空中停留，不會(huì)掉到地上。

近50年前，研究人員就描述了這種翅膀碰撞的現(xiàn)象，但只有在這項(xiàng)研究中，這個(gè)理論才在自由飛行的真實(shí)蝴蝶身上得到了驗(yàn)證。到目前為止，人們普遍認(rèn)為蝴蝶翅膀在空氣動(dòng)力學(xué)方面效率低下，然而，研究人員認(rèn)為事實(shí)恰恰相反。

“當(dāng)蝴蝶拍翅膀時(shí)，翅膀是杯狀的，這使得翅膀的拍打更加有效。這是一種優(yōu)雅的機(jī)制，比我們想象的要先進(jìn)得多，它很吸引人。當(dāng)蝴蝶必須快速起飛以躲避捕食者時(shí)，這種技術(shù)就會(huì)讓它們受益?！甭〉麓髮W(xué)的生物學(xué)研究者Per Henningsson說(shuō)，他和同事Christoffer Johansson一起研究了蝴蝶的空氣動(dòng)力學(xué)。

“蝴蝶翅膀的形狀和靈活性可以提高小型無(wú)人機(jī)的性能和飛行技術(shù)?！彼a(bǔ)充說(shuō)。

除了在風(fēng)洞中研究蝴蝶外，在近日發(fā)表于英國(guó)《皇家學(xué)會(huì)界面期刊》的研究中，作者還模仿真實(shí)的蝴蝶設(shè)計(jì)了機(jī)械翅膀。機(jī)械機(jī)翼的形狀和靈活性得到證實(shí)。

“我們的測(cè)量結(jié)果顯示，與剛性機(jī)翼相比，柔性機(jī)翼產(chǎn)生的推動(dòng)力提高了22%，效率提高了28%?！盋hristoffer Johansson總結(jié)道。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1098/rsif.2020.0854



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