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数学解释了蜜蜂如何通过如此微小的翅膀保持空中飞行

点击量:   时间:2017-05-11 01:04:04

Stephen Dalton / NHPA / plainpicture Timothy Revell我们首先意识到蜜蜂似乎在20世纪30年代蔑视数学定律计算显示他们的翅膀无法提供足够的升力使他们的身体离开地面,但这并没有阻止他们 “蜜蜂,当然,无论如何都会飞,因为蜜蜂并不关心人类认为不可能做到的事情,”2007年初蜜蜂电影的叙述者说道现在,一个新的数学分析汇总了蜜蜂,以及其他昆虫和小鸟实际上如何飞行的完整画面直到20世纪90年代,人们才认为蜜蜂在其机翼上使用连续的空气流来产生升力,类似于商用飞机的飞行方式但是在1996年,人们发现蜜蜂的翅膀前缘也有类似龙卷风的微小气流,称为前缘涡(LEV) “最初,每个人都认为这是我们一直在寻找的神奇解决方案人们崇拜漩涡,并认为他们必须对额外提升负责,“曼彻斯特大学的Mostafa Nabawy说但在重新分析八种不同物种的8个不同实验后,Nabawy及其同事已经证明,LEV实际上并没有提供任何额外的升力通过创建三个数学模型,每个模型具有不同的生成升力的机制,然后将模型与原始实验进行比较,他们能够计算出生物如何停留在空中令人惊讶的是,他们发现LEV并没有像以前认为的那样直接产生升力 “相反,我们发现LEV意味着机翼可以在更高的攻角下飞行而不会停滞,”Nabawy说蜜蜂翅膀边缘的空气漩涡使昆虫能够更加尖锐地朝向天空倾斜,从而改善机翼上方的空气流动正是这种更高的机翼角度使蜜蜂,果蝇甚至是嗡嗡作响的鸟类都有足够的升力飞行如果蜜蜂在飞行途中并且LEV刚停止旋转,蜜蜂就会停转,这意味着负责升力的机翼顶部和底部之间的压力差将会下降然后它们会从空中掉下来并在地板上反弹,最后在后面因为疼痛而停止滑行 “通过测试这些数学思想来对抗来自真实翅膀的测​​量数据,作者已经令人信服地证明了最好的解释是前缘涡旋可以阻止失速,”皇家兽医学院的Richard Bomphrey说了解一只蜜蜂如何飞过,并对所谓的蜜蜂悖论说最后一句话本身就是一个有价值的目标但是,这项新工作还“可以对风机,涡轮机或微型飞行器的发展产生重要影响,用于交付,监视或搜救任务,”Bomphrey说期刊参考:英国皇家学会学会期刊,DOI:10.1098 / rsif.2017.0159更多关于这些主题的信息: