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鳥類飛行同時兼具“穩(wěn)”與“不穩(wěn)” 為飛行機(jī)動性理論模型奠定基礎(chǔ)

發(fā)布時間:2022-03-14 14:24:00來源: 科技日報

  科技日報北京3月13日電 (記者張夢然)根據(jù)英國《自然》雜志近日發(fā)表的動物學(xué)論文,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),鳥類飛行可能同時具備內(nèi)在的穩(wěn)定和不穩(wěn)定,這項發(fā)現(xiàn)與認(rèn)為鳥類飛行是從穩(wěn)定性演化到改善機(jī)動性的常見假設(shè)相悖,研究揭示了飛行的演化,為飛行機(jī)動性的理論模型奠定了基礎(chǔ)。

  鳥類能使翅膀變形,以完成一些非凡的空中動作,但這種急速改變動作的動力學(xué)尚不清楚。

  為了更深入理解鳥類飛行的動力學(xué)機(jī)制,美國密歇根大學(xué)研究人員克里斯蒂娜·哈維及其研究團(tuán)隊,分析了22種鳥類的翅膀變形能力。翅膀變形讓鳥類能改變其滾轉(zhuǎn)和偏航慣量(跨縱軸和豎軸的旋轉(zhuǎn)),但他們發(fā)現(xiàn)這些變化對重心位置影響很小。其中有17種鳥類能夠在穩(wěn)定和不穩(wěn)定飛行之間轉(zhuǎn)換。

  盡管此前研究表明現(xiàn)代鳥類或可穩(wěn)定飛行,但人們多認(rèn)為鳥類演化成俯仰(沿翼—翼軸旋轉(zhuǎn))不穩(wěn)以加強機(jī)動性。這次研究呈現(xiàn)了一個新的方向:演化壓力或維持了在穩(wěn)定和不穩(wěn)定配置間轉(zhuǎn)換的能力。

  該研究還為那些希望為鳥類飛行機(jī)動性開發(fā)數(shù)學(xué)理論的人找到了缺失環(huán)節(jié)。目前有一種類似理論可用于飛行器,但沒有這項研究提供的對慣量性質(zhì)的詳細(xì)理解,它無法應(yīng)用于鳥類。

(責(zé)編: 常邦麗)

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