研究发现蝴蝶可扇动翅膀产生微型喷流以躲避捕食者

2021年01月29日 17:45 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

通过在实验室环境下对蝴蝶扇动翅膀的方式展开风洞研究,瑞典隆德大学的科学家们,终于揭示了这种昆虫是如何快速飞行、以及躲避捕食者的。研究人员指出,他们发现了蝴蝶翅膀可套用机翼的机械原理,即通过产生小规模的气陷来迅速推动自身的前进。展望未来,研究人员还期待着将这种仿生经验应用于小型飞机的设计上。

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(图自:Lund University

具体说来是,在“上冲程”期间,蝴蝶翅膀可在聚拢过程中,于空隙处产生微小的气陷。然后随着翅膀的不断扇动,空气可被迅速排出,并形成微小的喷射流,来推动自身的迅速前进。

生物学研究员 Per Henningsson 表示:“蝴蝶翅膀可在拍打时被托起,从而使整个行程更加高效。这是一套相当优雅的机制,比我们设想中的还要先进、且令人着迷。当必须起飞以躲避捕食者之时,昆虫也会受益于此”。

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实验动图 - 风洞起飞

需要指出的是,科学界提出的“向上冲程”理念,距今已有将近 50 个年头。但是直到现在,研究人员才切实观察到了它的作用。

此外“向下冲程”有助于蝴蝶将身体保持在空中,而不是落到地面上。基于这些发现,研究人员还创造出了具有蝴蝶般形状和柔韧性的机械翅膀。

测量结果发现,与刚性的机翼相比,柔性机翼产生的冲击力要高出 22%、且效率也提升了 28% 。

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自然界中的蝴蝶起飞姿态(高帧视频:请戳这里

通过深入的研究,科学家们有望提出改善飞机空气动力学特性的新设想,用于改进小型无人机的飞行性能、甚至打造出能够避免空中碰撞的可变形机翼。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《皇家学会界面》(The Journal of Royal Society Interface》期刊上。

原标题为《Butterflies fly using efficient propulsive clap mechanism owing to flexible wings》。

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