| 自從人類誕生以來，看到空中的飛鳥無視地形高速翱翔，會(huì)容易讓人羨慕：要是我也能飛就好了，這種愿望，持續(xù)數(shù)千年，最終在20世紀(jì)初，達(dá)到了史無前例的突破，通過觀察鳥類飛行，以及鳥類翅膀構(gòu)造，萊特兄弟成功發(fā)明飛機(jī)，從此實(shí)現(xiàn)了人類的夢想，從此以后，人類不斷在高度速度載重航程挑戰(zhàn)自我，將鳥類遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩到身后。 除了鳥類，人類還模仿昆蟲的垂直起降和懸停，發(fā)明了直升機(jī)，從此，人類在技術(shù)上完全做到了自由飛行，某些人就此斷言，鳥類和昆蟲不再對人有任何啟發(fā)！事實(shí)真的如此嗎？ 回答是完全否定的，就尺寸和重量而言，人造飛行器遠(yuǎn)超鳥類和昆蟲，但是在飛行特性上，人類飛機(jī)仍然算是不折不扣的弱雞，和鳥類昆蟲相比，就是簡單粗糙效能低下的油老虎，尤其和蜻蜓相比，人家任何先進(jìn)飛行器，幾乎像弱智一般。 從飛行效率來說，人類飛機(jī)比不上鳥類，更比不上蜻蜓 在鳥類和昆蟲界，蜻蜓算是一個(gè)一種超級無敵的存在，堪稱飛行大師，簡單來說就是，蜻蜓兼?zhèn)淞烁咚亠w行性能，而且機(jī)動(dòng)性非常好，可以快速改變高度和方向，類似性能在人類戰(zhàn)斗機(jī)上可以看到，但是蜻蜓還有更強(qiáng)悍的功能，可以在某個(gè)高度緩慢滑翔，而且也可以懸停在空中，這就讓人類設(shè)計(jì)師直接跪下。 這還不是最強(qiáng)，蜻蜓雖然是生物界比較小尺寸的品種，但是還可以實(shí)行倒飛，側(cè)飛，甚至可以做到直上直下的機(jī)動(dòng)，這還不是大事，更讓人吃驚的是，一對蜻蜓交尾時(shí)，雙方還可以相互配合高速飛行，垂直起降懸停都毫無問題，這種技能，讓全世界的飛機(jī)設(shè)計(jì)師簡直無語，假如能實(shí)現(xiàn)的話，人類編隊(duì)飛行，空中輸送油料，彈藥，甚至飛行員，將不成問題，甚至可以空中維修飛行機(jī)，假如能做到的話，這又是飛機(jī)的另外一重天地。 蜻蜓別扭姿勢交尾，還可以快速協(xié)作飛行，雖然機(jī)動(dòng)性稍差，但是還是相當(dāng)靈活 科學(xué)家研究蜻蜓幾十年，他們發(fā)現(xiàn)蜻蜓有很多奧秘，其中一個(gè)是蜻蜓能高效利用非定常渦流，常規(guī)人類飛行器，巡航時(shí)候機(jī)翼基本都固定的，迎角大多在0-5度，但是蜻蜓翅膀一直是不停運(yùn)動(dòng)的，大約每秒?yún)s可振動(dòng)30一50次，振動(dòng)也很特殊，不僅僅繞著根部前后運(yùn)動(dòng)，而且還圍繞根部不停做旋轉(zhuǎn)，不斷調(diào)節(jié)翅膀和氣流的相對角度，而人類就做到了前者，而且是很粗糙簡單：改變機(jī)翼后掠角，巡航階段經(jīng)常是固定到一個(gè)角度就鎖死不動(dòng)。 蜻蜓這種特殊性能，讓科學(xué)家驚嘆，大家都知道，常規(guī)機(jī)翼大多在20度迎角就開始失速，升力大幅度下降，但是蜻蜓最大迎角超過40度，而且可以反復(fù)利用非定常的渦流增加升力，不存在失速和失控的風(fēng)險(xiǎn)，科學(xué)家?guī)资昱ΓＭ莆者@種技術(shù)，未來將可以將飛機(jī)巡航效率提高一倍甚至更多。 最近些年，飛機(jī)設(shè)計(jì)師的一個(gè)方向是，仿照鳥類或者昆蟲撲翼，蜻蜓就是其中重點(diǎn) 蜻蜓還有很多不解之謎，有兩對串列翅膀，每對翅膀的其中一個(gè)都可以獨(dú)自操作，通過精密的神經(jīng)系統(tǒng)控制，可以做到自由飛行，不僅可以向前飛，也可以快速轉(zhuǎn)向，而且可以產(chǎn)生直接上下的運(yùn)動(dòng)，不需要人類笨重的噴氣設(shè)備，僅僅通過輕盈的翅膀運(yùn)動(dòng)，前后兩對翅膀如何工作能達(dá)到如此完美飛行效果，現(xiàn)在還沒有完全清楚。 飛機(jī)設(shè)計(jì)師看蜻蜓，飛行性能基本無敵，但是用在大型飛機(jī)上卻存在很多障礙，包括人類難于實(shí)現(xiàn)大型可變機(jī)翼高速振動(dòng)，不僅僅兩個(gè)方向的耦合動(dòng)作，而且還包括了前后機(jī)翼氣動(dòng)影響，以及單獨(dú)產(chǎn)生垂直向上向下的升力，不管是氣動(dòng)控制原理，還是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料研制都存在巨大的難度。 蜻蜓作為飛行器，具備了高速高效率巡航，高機(jī)動(dòng)，垂直起降和懸停，以及突然垂直機(jī)動(dòng)，這是所有設(shè)計(jì)師夢寐以求的功能，迄今為止，僅僅實(shí)現(xiàn)了一小部分，全世界對蜻蜓的研究，也進(jìn)入一個(gè)新階段，不斷有新型產(chǎn)品問世。 |
