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有翅痣才有蜻蜓的飞行秀飞机的翅痣在哪里

放大字体  缩小字体 2019-10-25 19:15:00  阅读:2962 作者:责任编辑NO。石雅莉0321

蜻蜓是节肢动物门昆虫纲蜻蜓目的总称,也是一类很陈旧的昆虫,化石依据标明,3.5亿年前的石炭纪就有了蜻蜓的身影。时至今日,蜻蜓仍是人们夏天日子中的重要景色,只需有淡水的当地都能见到它们在空中炫技的身影。蜻蜓能够别离操控前翅和后翅,让前后翅轮番振荡或悉数扩展着滑翔。除了向前飞,蜻蜓还能够向后飞、向左右两边飞,能空中悬停,乃至做短距离的上下笔直飞翔。这些身手使蜻蜓在许多昆虫中独领风骚。

蜻蜓的翅痣(全景网 供图)

同样是飞,蜻蜓为啥这么“秀”?

蜻蜓超卓飞翔的微妙在于那两对美妙而通明的翅膀。它们长而窄,膜质轻盈,网状翅脉极为明晰。值得注意的是,蜻蜓前后翅的前缘都有一处深色的不通明斑纹,呈正方形或长方形,称为翅痣。这是一个加厚的含有液体的空腔。尽管翅痣的分量只要翅重的0.1%,但假如把它去掉,蜻蜓飞起来就会摇摇晃晃,飘忽不定,而且宣布“哧哧”的声响。

蜻蜓的翅膀长而薄,假如没有翅痣,就会在到达必定速度后发作颤振使翅膀折叠,从而受伤。有研讨标明,翅痣能够协助一种蜻蜓进步10%~25%的滑翔速度。受其启示,飞机设计师在机翼结尾的前缘各加了1块相似翅痣的平衡重锤,这样就能有用消除机翼的颤振,很好地处理了航空史上飞机由于剧烈轰动而经常发作机翼开裂的问题。

关于翅痣的仿生学使用,许多人的知道大体如上文所述。作为北京天然博物馆的一名解说员,我也经常向观众这样介绍蜻蜓和翅痣,但简直没有人亲眼见过机翼上的“翅痣”。2018年的一次乘机出行,让我对飞机的“翅痣”发作了浓厚兴趣;后来发作的一系列工作,则让我真真切切地知道了翅痣及其在保证飞机安全飞翔中的重要使用。

飞机的“翅痣”在哪里?

为了给我关于“蜻蜓仿生”的解说词供给生动材料,我特意选了接近机翼的方位,落座后便开端仔细观察机翼。从我的视角看去,机翼外表覆有一些金属板,当飞机开端滑行预备起飞时,机翼后缘下方的一排小金属板慢慢地放下了,这种改变是我之前未曾注意到的。所以我想,蜻蜓的翅痣是靠添加分量坚持平衡的,莫非这便是飞机的“翅痣”吗?

固定翼飞机起飞时,机翼后方的襟翼下垂以添加升力(王岑 供图)

我查询材料后得知,从机翼后缘放下的这些“板子”是襟翼,能够在飞机起飞时快速进步升力,但没有像翅痣那样的消除震颤的效果。那么,飞机的“翅痣”会在哪儿呢?我持续查材料,并在交际网络上“晒”了自己找“翅痣”的困惑,也得到了不少回应。走运的是,北京天然博物馆的李建军研讨员在机场帮我拍了许多不同视点的机翼相片,并标记了一些或许是“翅痣”的方位。

其间,有朋友也给了我两点提示:榜首,翅痣在航空器上的使用或许首要在直升机而非客机;第二,翅痣在客机中的使用必定是在机翼前缘,和蜻蜓翅痣附近的方位。

直升机有“翅痣”吗?

查找材料过程中,我逐步意识到,只了解蜻蜓的身体结构和飞翔形式是不可的,我最大的问题是对飞机的结构知之甚少。那就从航空航天的基础常识着手学习吧。现在通用的航空器大致分为两种:固定翼飞机和直升机。民航飞机和军用飞机都是固定翼飞机,我从一开端便疏忽了直升机。那么,直升机上有“翅痣”吗?

当我查询后发现,直升机飞翔过程中的首要震源是旋翼的滚动,一般选用调整桨叶视点和转速等方法来减小轰动,其原理与翅痣“增重”减震的原理并不相同。所以,直升机的旋翼上并没有“翅痣”。

注意到翅痣的形状和在蜻蜓翅膀上的方位,我又想:固定翼飞机机翼前缘色彩加深的长方形区域是外部加厚的钢板结构,或许便是平衡重锤吧?但当我拿着机翼的相片和结构图一一比照后才得知,这些区域实际上是飞机的航标灯等设备。

飞机翼尖前缘色彩加深的区域其实是航标灯等设备(李建军 供图)

我的思路又陷入了僵局。李建军教师得知后热心肠帮我向中国人民解放军空军指挥学院的徐邦年教授请教。徐教授对蜻蜓翅的飞翔原理和机翼上使用的专业解说,总算解开了我的疑问。

飞机“翅痣”的本相

首要,飞机上避免机翼折断的结构不是“翅痣”。由于蜻蜓的翅痣相当于添加一个配重,这样翅膀颤振不起来,就起到了防颤效果。而机翼是在内部结构上加了桁条桁梁来添加强度避免折断的。

其次,蜻蜓翅膀是折线形的,飞翔时经过振荡翅膀发作旋涡来取得升力,翅痣长在外面不影响升力的发作和巨细的改变。但飞机不可,飞机的翼形仿照鸟翼,由于气流对飞机上下外表压力不同而发作升力,也能够解说为飞机使气流发作偏转而取得的反效果力发作升力,所以机翼外表要坚持流线型外观,这样就只能在结构内部添加配重了。因而,从机翼外部是不或许找到飞机的“翅痣”的。

积极探索,才干持续前行

徐邦年教授的解说让我恍然大悟,由于不了解飞机的结构,让我在找寻“翅痣”的过程中走了不少弯路,但也让我收成了许多曩昔不曾了解的常识。在寻觅答案的路上,每一次猜想被否定,都是向本相迈出的重要一步。我知道到,仿生学使用并不是对大天然的简略仿照。一起,我也知道到,作为天然博物馆的科普工作者,不能局限于对专业常识或许标本的简略解说,而应该更广泛地学习多范畴的科学常识,并将常识融会贯通,使用到科普解说工作中。

尽管我终究也没能目击机翼上的“翅痣”,但在寻觅“翅痣”的路上,我收成了更深入的道理,也看到了更美的景色。

作者单位:北京天然博物馆

本文转自负天然杂志

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