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蜻蜓:飛行的王者,科學家研究數(shù)十年,一直吃不透關鍵技術!

2022-11-7 07:19| 發(fā)布者: jason7420 1062 20

摘要: 自從人類誕生以來,看到空中的飛鳥無視地形高速翱翔,會容易讓人羨慕:要是我也能飛就好了,這種愿望,持續(xù)數(shù)千年,最終在20世紀初,達到了史無前例的突破,通過觀察鳥類飛行,以及鳥類翅膀構造,萊特兄弟成功發(fā)明飛 ...
自從人類誕生以來,看到空中的飛鳥無視地形高速翱翔,會容易讓人羨慕:要是我也能飛就好了,這種愿望,持續(xù)數(shù)千年,最終在20世紀初,達到了史無前例的突破,通過觀察鳥類飛行,以及鳥類翅膀構造,萊特兄弟成功發(fā)明飛機,從此實現(xiàn)了人類的夢想,從此以后,人類不斷在高度速度載重航程挑戰(zhàn)自我,將鳥類遠遠甩到身后。

除了鳥類,人類還模仿昆蟲的垂直起降和懸停,發(fā)明了直升機,從此,人類在技術上完全做到了自由飛行,某些人就此斷言,鳥類和昆蟲不再對人有任何啟發(fā)!事實真的如此嗎?

回答是完全否定的,就尺寸和重量而言,人造飛行器遠超鳥類和昆蟲,但是在飛行特性上,人類飛機仍然算是不折不扣的弱雞,和鳥類昆蟲相比,就是簡單粗糙效能低下的油老虎,尤其和蜻蜓相比,人家任何先進飛行器,幾乎像弱智一般。

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從飛行效率來說,人類飛機比不上鳥類,更比不上蜻蜓

在鳥類和昆蟲界,蜻蜓算是一個一種超級無敵的存在,堪稱飛行大師,簡單來說就是,蜻蜓兼?zhèn)淞烁咚亠w行性能,而且機動性非常好,可以快速改變高度和方向,類似性能在人類戰(zhàn)斗機上可以看到,但是蜻蜓還有更強悍的功能,可以在某個高度緩慢滑翔,而且也可以懸停在空中,這就讓人類設計師直接跪下。

這還不是最強,蜻蜓雖然是生物界比較小尺寸的品種,但是還可以實行倒飛,側飛,甚至可以做到直上直下的機動,這還不是大事,更讓人吃驚的是,一對蜻蜓交尾時,雙方還可以相互配合高速飛行,垂直起降懸停都毫無問題,這種技能,讓全世界的飛機設計師簡直無語,假如能實現(xiàn)的話,人類編隊飛行,空中輸送油料,彈藥,甚至飛行員,將不成問題,甚至可以空中維修飛行機,假如能做到的話,這又是飛機的另外一重天地。

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蜻蜓別扭姿勢交尾,還可以快速協(xié)作飛行,雖然機動性稍差,但是還是相當靈活

科學家研究蜻蜓幾十年,他們發(fā)現(xiàn)蜻蜓有很多奧秘,其中一個是蜻蜓能高效利用非定常渦流,常規(guī)人類飛行器,巡航時候機翼基本都固定的,迎角大多在0-5度,但是蜻蜓翅膀一直是不停運動的,大約每秒?yún)s可振動30一50次,振動也很特殊,不僅僅繞著根部前后運動,而且還圍繞根部不停做旋轉,不斷調(diào)節(jié)翅膀和氣流的相對角度,而人類就做到了前者,而且是很粗糙簡單:改變機翼后掠角,巡航階段經(jīng)常是固定到一個角度就鎖死不動。

蜻蜓這種特殊性能,讓科學家驚嘆,大家都知道,常規(guī)機翼大多在20度迎角就開始失速,升力大幅度下降,但是蜻蜓最大迎角超過40度,而且可以反復利用非定常的渦流增加升力,不存在失速和失控的風險,科學家?guī)资昱ΓM莆者@種技術,未來將可以將飛機巡航效率提高一倍甚至更多。

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最近些年,飛機設計師的一個方向是,仿照鳥類或者昆蟲撲翼,蜻蜓就是其中重點

蜻蜓還有很多不解之謎,有兩對串列翅膀,每對翅膀的其中一個都可以獨自操作,通過精密的神經(jīng)系統(tǒng)控制,可以做到自由飛行,不僅可以向前飛,也可以快速轉向,而且可以產(chǎn)生直接上下的運動,不需要人類笨重的噴氣設備,僅僅通過輕盈的翅膀運動,前后兩對翅膀如何工作能達到如此完美飛行效果,現(xiàn)在還沒有完全清楚。

飛機設計師看蜻蜓,飛行性能基本無敵,但是用在大型飛機上卻存在很多障礙,包括人類難于實現(xiàn)大型可變機翼高速振動,不僅僅兩個方向的耦合動作,而且還包括了前后機翼氣動影響,以及單獨產(chǎn)生垂直向上向下的升力,不管是氣動控制原理,還是機構設計,材料研制都存在巨大的難度。

蜻蜓作為飛行器,具備了高速高效率巡航,高機動,垂直起降和懸停,以及突然垂直機動,這是所有設計師夢寐以求的功能,迄今為止,僅僅實現(xiàn)了一小部分,全世界對蜻蜓的研究,也進入一個新階段,不斷有新型產(chǎn)品問世。

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    研究出來以后人類又多了一項運動,空震
    2022-11-7 10:29
    鋼鐵電流不是骨肉血液,冰冷的組合不是溫暖磨合,氣門的聲浪永遠迷不倒配偶的鼻息。
    2022-11-7 10:24
    一只蜻蜓總質(zhì)量不過幾克,我們的飛機加上荷重都是幾百噸位的。照蜻蜓設計也不現(xiàn)實
    2022-11-7 10:18
    蜻蜓別扭姿勢交尾,那是豆娘好嗎,豆娘的翅膀能合在背部,蜻蜓不能。
    2022-11-7 10:03
    要說飛行的機動性當屬蒼蠅為王了。
    2022-11-7 09:58
    小時候就愛看蜻蜓飛行
    2022-11-7 09:51
    人類做的飛行器體積都是很大的,才實用。因此不應該參考輕靈的小昆蟲。而應該參考老鷹或鵰的飛行原理。
    2022-11-7 09:44
    蒼蠅飛行性能也很好
    2022-11-7 09:31
    蜻蜓能夠點水,直升機已經(jīng)做到了,最厲害的還是蜻蜓瞬間的速度和瞬間改變飛行方向的速度,那就是無敵的存在。
    2022-11-7 09:20
    垃圾桶里比芝麻還小的飛蟲才厲害,想打它早有預知一樣飛快閃躲
    2022-11-7 09:13
    蜻蜓靠腦子和翅膀靈活性,人類應靠只能和傳感器+:機械+震動這樣應該能做到吧
    2022-11-7 09:07
    別說飛行了!就它那一對大眼珠子就夠科學家研究好幾輩了。
    2022-11-7 08:59
    [贊]利用非定常渦升力的撲翼式飛行器,升力是傳統(tǒng)繞流機翼的好幾倍,但非定常現(xiàn)象研究起來很困難。而且這個原理一旦放到大尺度渦就很容易破碎,好像也做不大。
    2022-11-7 08:52
    并不一定非要設計大型飛機,能設計出和昆蟲大小的仿生物飛行器,其戰(zhàn)略意義也非同一般
    2022-11-7 08:37
    在自然面前,人類仍是小學肄業(yè)!蚊子蒼蠅飛行也不差,鳥類更厲害了。關健是節(jié)能!
    2022-11-7 08:28
    模擬不出來就想辦法抓一只蜻蜓接入其神經(jīng)系統(tǒng),作為飛機大腦,從神經(jīng)學領域來突破!
    2022-11-7 08:13
    有什么好研究的?假如人類的體重足夠輕(比如幾斤的體重+正常人的力量),手臂上能長翅膀,照樣隨心所欲控制飛行,生物的神經(jīng)系列控制肌肉是個無比復雜且精細,如果那天蜻蜓飛行器真做出來了,它肯定不是鋼鐵機械結構科技,而是生物肉體結構的科技
    2022-11-7 08:06
    蜻蜓每平方厘米的翅膀單位負重不過0.1克,即使人類材料和技術全達到要求,完全按照蜻蜓的比例做出來幾十噸的飛行器,那也飛不起來。體量上完全沒有可比性。
    2022-11-7 07:53
    如果研究蜻蜓飛行就是為了戰(zhàn)爭,那是邪惡的 ,必定加速人類的毀滅
    2022-11-7 07:43
    照片上這種蜻蜓最牛了 小溪小溝邊最多 能夠學婷能夠倒退,能夠向上直沖 還能夠向下 然后又反著 頭向下屁股向上飛
    2022-11-7 07:31

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