鳥類能否垂直飛行
回答:
在動物進(jìn)化的過程中,首先獲得飛行能力的是昆蟲。而在脊椎動物方面,飛蜥、鼯鼠等都具備不同程度的滑翔能力。鳥類和哺乳動物中的蝙蝠則是獲得完善飛行能力的高等脊椎動物類群。
雖然飛行動物的結(jié)構(gòu)和功能千差萬別,但是飛行的基本類型可以分為三類,即滑翔、翱翔和撲翼飛行。
滑翔:從某一高度向下方飄行。
滑翔得以持續(xù)的條件是:體重/速度=移動距離/失高
升力與阻力的比值越高和滑翔角度越小,下沉也就越慢,因而有較遠(yuǎn)的水平距離。
飛魚、飛蛙、飛蜥以及鼯鼠等的飛行就屬于這種類型。鳥類的撲翼飛行常伴以滑翔,特別是在著陸之前。
翱翔:從氣流中獲得能量的一種飛行方式,也是不消耗肌肉收縮能量的一種飛行方式,一般分為靜態(tài)翱翔和動態(tài)翱翔兩類。
前者利用上升的熱氣流或障礙物(例如山峰、森林等)產(chǎn)生的上升氣流。蝴蝶、蜻蜓和部分鳥類(例如鷹隼、烏鴉等)能夠利用這種垂直動量及能量產(chǎn)生的推力和升力。后者利用伴隨時間或高度不斷變化的水平風(fēng)速產(chǎn)生的水平動氣流。許多大型海鳥(例如信天翁、海鷗等)普遍采用這種飛行方式。
撲翼飛行:借助發(fā)達(dá)的肌群撲動雙翼而產(chǎn)生能量,是飛行動物最基本的飛行方式。
昆蟲、蝙蝠和鳥類等多作撲翼飛行。沿水平路線飛行時,翅膀向前下方揮動產(chǎn)生升力和推力,當(dāng)推力超過阻力和升力等于體重時就能保持繼續(xù)向前的速度。其中,鳥類在正常飛行中揚(yáng)翅時不產(chǎn)生推力,而是依靠前一次扇動時產(chǎn)生的水平動量向前沖,內(nèi)翼(次級飛羽)產(chǎn)生升力。鳥類翅膀的形狀、翼幅、負(fù)載、翼面弧度、后掠角以及飛翔的位置,均隨每一扇翅而發(fā)生顯著變化。撲翼頻率和幅度也隨翼的連結(jié)角和飛行速度而改變。一般說來,在扇翅時翅尖向前向下產(chǎn)生推力,而內(nèi)翅(次級飛羽)仍起機(jī)翼作用產(chǎn)生升力。
由是可知:鳥只會向前飛,大自然中僅有蜂鳥可以垂直上升或者向后飛行;我們現(xiàn)今形容直升機(jī)在空中呈現(xiàn)停止?fàn)顟B(tài)所使用的“hovering”這個單詞即是從蜂鳥的名字演變而來。
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