大黄蜂如何飞行:自然力和空气动力学定律
最常见的蜜蜂类型之一是大黄蜂。 这种昆虫毛茸茸的,吵闹的,与它的身体比例相比,翅膀很小。 根据空气动力学定律,具有这样参数的昆虫根本不可能飞行。 长期以来,科学家们一直在进行研究,以了解这是如何实现的。
大黄蜂翅膀的结构与飞机的比较
有一门完整的科学——仿生学,一门结合了技术和生物学的科学。 她研究各种生物体以及人们可以从中提取什么。
人们常常从大自然中获取一些东西并仔细研究它。 但大黄蜂,或者更确切地说,它的飞行能力,困扰了科学家很长时间。
物理学家发现,飞机能够飞行是由于机翼和空气动力学表面的复杂设计。 机翼的圆形前缘和陡峭的后缘提供有效的升力。 发动机推力为 63300 磅。
飞机和大黄蜂飞行的空气动力学应该是相同的。 科学家已经证明,根据物理定律,大黄蜂不应该飞。 然而,事实并非如此。
大黄蜂翅膀能够产生比科学家预期更多的升力。 如果飞机有大黄蜂的比例,那么它就不会从地面起飞。 昆虫可以比作一架具有灵活叶片的直升机。
在测试了适用于大黄蜂的波音 747 的理论后,物理学家发现,大黄蜂的翼展在 300 秒内襟翼 400 至 1 次。 这是由于腹部肌肉的收缩和放松而可能发生的。
扑动时翅膀的彩绘图案是产生各种空气动力的原因。 它们与任何数学理论相矛盾。 机翼无法像普通铰链上的门一样摆动。 上部形成一个薄椭圆形。 每次划动时,翅膀都会翻转,向下划动时,顶部会向上。
大熊蜂的扑动频率至少为每秒200次。 最大飞行速度达到每秒5米,相当于每小时18公里。
揭开大黄蜂飞行之谜
为了解开这个谜团,物理学家必须构建放大版的大黄蜂翅膀模型。 结果,科学家狄金森建立了昆虫飞行的基本机制。 它们包括气流的缓慢失速、尾流喷射的捕获、旋转圆周运动。
机翼切开空气,导致气流缓慢分离。 为了保持飞行,大黄蜂需要旋风。 漩涡是旋转的物质流,类似于水槽中流动的水。
当机翼以小角度移动时,机翼前方的空气被切割。 然后沿着机翼的下表面和上表面平滑过渡为 2 股气流。 上游速度较高。 这会产生升力。
由于第一阶段的减速,升力增加。 这是由短流(机翼前缘的涡流)促进的。 结果,形成低压,导致升力增加。
因此,已经确定大黄蜂在大量漩涡中飞行。 它们每个人都被气流和翅膀拍动产生的小旋风所包围。 此外,翅膀会形成一种暂时的强大力量,出现在每次划动的结束和开始时。
结论
自然界有很多奥秘。 熊蜂的飞行能力是许多科学家研究过的一种现象。 堪称大自然的奇迹。 小翅膀产生强大的旋风和脉冲,使昆虫高速飞行。