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蚊子飞行空气动力学原理很独特

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来源: 作者: 2019-05-17 03:15:49

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英国《自然》杂志近日发表的一篇动物学论文,介绍了令蚊子得以飞行的独特空气动力学原理。该研究或将在未来仿生学中得到应用。

蚊子拥有一对长而细的翅膀,相对其尺寸而言,翅膀振动速度较快(振动频率约为800赫兹),振幅小于任何其它昆虫类群。蚊子翅膀的拍动角约为40度,不到蜜蜂的一半,让人不免猜想蚊子究竟是如何实现飞行的。

位于英国哈特菲尔德的皇家兽医学院中,研究人员理查德·邦弗瑞及其同事此次通过分析表明,除了前缘涡产生升力之外,蚊子还采用另外两种空气动力学特性:后缘涡和利用翅膀转动产生的一种升力机制。

研究人员表示,其它昆虫在下拍和上拍的平动阶段产生主要的重量支撑,而蚊子独特的翅膀形状和运动意味着,它们的重量主要在每个半次拍动结束时翅膀转动的瞬间得到支撑。这样,反过来通过尾流捕捉在翅膀后缘产生涡流,而尾流捕捉是一种昆虫通过重新捕捉在前一次拍动中损失的能量而取得额外升力的现象。

至于蚊子为何演化成采取不同于其它昆虫常用飞行模式的情况,目前科学家仍不清楚。但是,高频率拍翅所需的惯性动力较大。论文作者认为,这一点或通过其他选择性优势得到补偿。

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