好風憑藉力，送我上青雲 一動物的飛行智慧典人類的啟示 姓名：孫璟瑩學號：5100809008 自古以來，人類就對飛行懷有美好的憧憬和萝想。也許是由於對自身不具備 的能力的渴望，也許是因為看到鳥兒在天空自由飛翔產生了嚮往，於是世界各個 民族的神話傳說中都可以尋到關於飛天飛翔的印跡。西方的天使，古希臘的丘比 特，阿拉伯乘飛毯的英雄，中國的各路神仙，敦煌莫高窟壁畫上的飛天仙女，他 們或者借助羽翼和翅膀，或者憑藉雲彩、坐騎、飄帶等外物，飛入天空，承載著 人類最初的飛行萝想和想像。而如何才能實現這千百年來的飛天萝呢？人類也做 出了很多努力和嘗試，研究能夠飛行的動物們從而獲得靈感是種不錯的選擇。 觀察我們身邊常見的能飛行的動物，如昆蟲、鳥類和屬於哺乳動物的蝙蝠。 它們能夠飛行，與它們哪些特殊的生理構造有關呢？首先最明顯的便是：它們具 有翼。如鳥類，可以通過扇動雙翼，獲得升力和推力進行飛行。這便是飛行動物 中最基本的撲翼飛行方式。同時還有滑翔、翱翔等方式。在空中以翼飛行，沒有 實在的物體作為依託，力從哪里來呢？容易想到的答案便是：空氣。《紅樓萝》 中曾有詩句：好風憑藉力，送我上青雲。體現的便是風對風箏的作用力，使之能 扶搖直上青雲。動物的飛行同樣是利用了氣流。在撲翼飛行中，鳥類的翅膀由前 上方向後下方揮動，便可使周圍空氣對其產生向前和向上的作用力，推動其克服 阻力和重力，向前、向上運動。可類比想像成在水中游泳時雙臂雙腿的揮動提供 了向前運動的推力和一定的升力，划船時船槳的擺動使船前行等。其中的原理可 以用流體力學部分解釋，簡單理解便是翅膀對空氣有了向後向下的作用力，空氣 便對其產生向前向上的反作用力。 更為複雜的是，鳥類翅膀的形状、翼幅、負載、翼面的弧度、後掠角以及飛 翔的位置，均隨每一次扇翅而發生變化。撲翼頻率和幅度也會隨翼的連結角和飛 行速度而改變。鳥類撲翼飛行的空氣動力學機理至今尚未得到充分解釋。現在一 般的看法是，在扇翅時翅尖向前向下產生推力，而內翅的次級飛羽產生升力。扇 翅時翅尖的力能使每一根初級飛羽轉動，飛羽的後緣在氣流壓力下向上彎，每一 羽毛如同一螺旋槳那樣產生推力。當產生的推力大於總的阻力時，鳥的飛行就獲好風憑藉力，送我上青雲 ——動物的飛行智慧與人類的啟示 姓名：孫璟瑩 學號：5100809008 自古以來，人類就對飛行懷有美好的憧憬和夢想。也許是由於對自身不具備 的能力的渴望，也許是因為看到鳥兒在天空自由飛翔產生了嚮往，於是世界各個 民族的神話傳說中都可以尋到關於飛天飛翔的印跡。西方的天使，古希臘的丘比 特，阿拉伯乘飛毯的英雄，中國的各路神仙，敦煌莫高窟壁畫上的飛天仙女，他 們或者借助羽翼和翅膀，或者憑藉雲彩、坐騎、飄帶等外物，飛入天空，承載著 人類最初的飛行夢想和想像。而如何才能實現這千百年來的飛天夢呢？人類也做 出了很多努力和嘗試，研究能夠飛行的動物們從而獲得靈感是種不錯的選擇。 觀察我們身邊常見的能飛行的動物，如昆蟲、鳥類和屬於哺乳動物的蝙蝠。 它們能夠飛行，與它們哪些特殊的生理構造有關呢？首先最明顯的便是：它們具 有翼。如鳥類，可以通過扇動雙翼，獲得升力和推力進行飛行。這便是飛行動物 中最基本的撲翼飛行方式。同時還有滑翔、翱翔等方式。在空中以翼飛行，沒有 實在的物體作為依託，力從哪里來呢？容易想到的答案便是：空氣。《紅樓夢》 中曾有詩句：好風憑藉力，送我上青雲。體現的便是風對風箏的作用力，使之能 扶搖直上青雲。動物的飛行同樣是利用了氣流。在撲翼飛行中，鳥類的翅膀由前 上方向後下方揮動，便可使周圍空氣對其產生向前和向上的作用力，推動其克服 阻力和重力，向前、向上運動。可類比想像成在水中游泳時雙臂雙腿的揮動提供 了向前運動的推力和一定的升力，划船時船槳的擺動使船前行等。其中的原理可 以用流體力學部分解釋，簡單理解便是翅膀對空氣有了向後向下的作用力，空氣 便對其產生向前向上的反作用力。 更為複雜的是，鳥類翅膀的形狀、翼幅、負載、翼面的弧度、後掠角以及飛 翔的位置，均隨每一次扇翅而發生變化。撲翼頻率和幅度也會隨翼的連結角和飛 行速度而改變。鳥類撲翼飛行的空氣動力學機理至今尚未得到充分解釋。現在一 般的看法是，在扇翅時翅尖向前向下產生推力，而內翅的次級飛羽產生升力。扇 翅時翅尖的力能使每一根初級飛羽轉動，飛羽的後緣在氣流壓力下向上彎，每一 羽毛如同一螺旋槳那樣產生推力。當產生的推力大於總的阻力時，鳥的飛行就獲