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蜻蜓与飞行器





       大家应该都有过追蜻蜓的经历,但你们有仔细观察过蜻蜓的飞行过程吗?蜻蜓被科学家们称为飞行界的王
者,那它们到底有什么奇特之处呢?

       先简单了解一下蜻蜓,它是一种肉食性昆虫,通常以蚊、蝇、蝶、蛾和蜂等害虫为食,属于益虫类。但它
成为蜻蜓之前,蜻蜓幼虫需要在水中待上至少2年的时间,经过十多次的蜕皮,才能化为我们常见的蜻蜓。

       其实蜻蜓的飞行技术从它捕食的过程中就能很好地体现,在追捕猎物时,它们的飞行速度可以达到50公里/
小时,而且它们的行动敏捷,反应速度快,在极短的时间内将猎物“收入囊中”,根本不给猎物思考的机会。



       另外,蜻蜓可以朝空中的任意方向飞,时而高飞、时而低旋,前后左右随时任意转换方向,行动自如,所以
很多科学家在制作飞行器时就以蜻蜓作为仿生对象。

       例如,德国就在2015年打造了这么一款仿生飞行器,飞行器其实是一个外形为蜻蜓的机器人,拥有两双巨
大的翅膀。可以通过手机或遥控器操控飞行器随意飞行或盘旋,还能完成一个复杂的飞行任务,例如急剧减速、
突然转向或倒退飞行等。



       我们现在很多型号的飞机也是采用了蜻蜓的外形,但是飞机失事事故一直是我们比较头疼的问题,因为飞机
在高速飞行时,时常会受到颤振的影响,严重的时候还会折断机翼。但是蜻蜓在飞行过程中似乎不会受到这样的
影响,这是为什么呢?

       通过科学家的大量研究,发现蜻蜓的翅膀上有一种被称为“翼眼”的东西,原本可以自如飞行的蜻蜓,如果去
掉它的翼眼,那么它的飞行就会变得摇摆不定,翼眼的作用就是给蜻蜓的翅膀增加重量。所以科学家们从这得到
了启发,如果在飞机机翼的前末端增加重量,是不是能规避颤振问题呢?

       在我国的ARJ21飞机的设计上,设计师们就应用了这个原理,果然能有效避免颤振问题,同时突破了多项关
键技术,形成了系统性的民机颤振设计,但是不同型号的飞机的颤振特性不同,需要更深一步的研究。



       除了颤振问题,蜻蜓在交尾时会长时间在空中悬停或随意转变方向,这也是现在很多飞机设计人员想要突破
的一点,因为如果飞机拥有这样的技术,就可以减少很多飞机事故。此前德国发明的飞行器,虽然能做到跟蜻蜓
差不多的飞行,但是它只是一个小型的机器人,依靠手机或遥控器操作,它还是跟蜻蜓一样自身轻盈。而生活中
的飞机不仅要选择十分坚固的制作材料,还要载人、载物,飞机上还有各种装置,无法满足“轻盈”这一条件,所
以这项技术还需要一定的时间来突破。



       蜻蜓作为自然界的一种生物,同样凝聚了大自然的智慧,人类也在不断地探索着它的奇特之处并应用于实际
生活。相信科学技术的不断进步和提高,我们很快就能造出跟蜻蜓一样行动自如、又快又安全的飞机了。

(来源:快讯号/丙图科技)




(责任编辑:泳茹)
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