鸟类飞行同时兼具“稳”与“不稳”

2022年03月14日 10:38 次阅读 稿源:科技日报 条评论

根据英国《自然》杂志近日发表的动物学论文,科学家们发现,鸟类飞行可能同时具备内在的稳定和不稳定,这项发现与认为鸟类飞行是从稳定性演化到改善机动性的常见假设相悖,研究揭示了飞行的演化,为飞行机动性的理论模型奠定了基础。

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鸟类能使翅膀变形,以完成一些非凡的空中动作,但这种急速改变动作的动力学尚不清楚。

为了更深入理解鸟类飞行的动力学机制,美国密歇根大学研究人员克里斯蒂娜·哈维及其研究团队,分析了22种鸟类的翅膀变形能力。翅膀变形让鸟类能改变其滚转和偏航惯量(跨纵轴和竖轴的旋转),但他们发现这些变化对重心位置影响很小。其中有17种鸟类能够在稳定和不稳定飞行之间转换。

尽管此前研究表明现代鸟类或可稳定飞行,但人们多认为鸟类演化成俯仰(沿翼—翼轴旋转)不稳以加强机动性。这次研究呈现了一个新的方向:演化压力或维持了在稳定和不稳定配置间转换的能力。

该研究还为那些希望为鸟类飞行机动性开发数学理论的人找到了缺失环节。目前有一种类似理论可用于飞行器,但没有这项研究提供的对惯量性质的详细理解,它无法应用于鸟类。

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