Load mobile navigation

研究发现蝴蝶奇特的飞行方式以及翅膀构造可能都是刻意演化的结果

研究发现蝴蝶奇特的飞行方式以及翅膀构造可能都是刻意演化的结果

研究发现蝴蝶奇特的飞行方式以及翅膀构造可能都是刻意演化的结果

研究发现蝴蝶奇特的飞行方式以及翅膀构造可能都是刻意演化的结果

(神秘的地球uux.cn报道)据ETtoday(实习记者 闵文昱):蝴蝶飞行的模样非常特别,尤其是摇摆不定的飞行方式与大多数的昆虫都不太一样,显得不太合理。而为什么有这么多种的蝴蝶还能因此生存下来,也一直是科学上无解的谜题。直到最近,终于有科学家研究出蝴蝶究竟是如何运作它的翅膀,以及在生存上获得优势的秘密。

根据《CNN》报导,科学家们一直都很想了解蝴蝶究竟是如何飞行的,因为相对于其他鸟类、蝙蝠及具翅状结构的飞行昆虫来说,蝴蝶的翅膀异常的短,且宽而大,这种翅膀导致蝴蝶的飞行型态「效率很低」。但就有研究人员发现,蝴蝶奇特的飞行方式以及翅膀构造可能都是刻意演化的结果。

今日发表在英国皇家学会学报《界面》期刊的报告中,瑞典隆德大学生物学系研究人员观察了飞行中的蝴蝶,并在空气动力学分析中发现,蝴蝶的翅膀在上杨和拍打时,身体会出现上下扭动的动作,推动空气并获得向上及向前的推进力。

研究团队还发现,与其将蝶翼视为两个平坦的硬挺板子,不如把它们看成两个柔韧的翅状物,当它们将翅膀上扬至拍打到另一边翅膀时,翼部其实不是平坦的,而是弯曲结合成一个口袋状,袋口朝向后方喷射气流,如此一来,它们可以获得额外的向前推进力及飞行稳定力。

根据这样的理论,研究团队还制作了2批仿蝴蝶机器人进行测试,一批设有刚性翼板,另一批则是跟蝴蝶类似的柔性翼板,结果他们透过实验发现,拥有柔性翼板的机器蝴蝶拍翅飞行效率提高了28%。

对此,专家认为,蝴蝶可能是为了逃避掠食者才会进化成这样的构造,使它们的飞行路线变得更加不固定。研究团队成员、隆德大学生物学副教授亨宁森(Per Henningsson)表示,如此不寻常的翅膀导致了蝴蝶拥有这么高的灵活性,并且大大降低了被抓住的风险。

相关报道:研究发现蝴蝶可扇动翅膀产生微型喷流以躲避捕食者

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta: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。

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”。

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% 。

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。




上一篇 下一篇 TAG: 蝴蝶