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科學(xué)家怎樣從蜻蜓身上發(fā)明了直升機(jī)

作者:Anita 發(fā)布時間: 2021-12-30 00:41:55

簡介:】蜻蜓通過翅膀振動可產(chǎn)生不同于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流,并利用氣流產(chǎn)生的渦流來使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側(cè)飛行,其向前飛行速度

蜻蜓通過翅膀振動可產(chǎn)生不同于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流,并利用氣流產(chǎn)生的渦流來使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側(cè)飛行,其向前飛行速度可達(dá)72公里/小時??茖W(xué)家據(jù)此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研制成功了直升飛機(jī)。飛機(jī)在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機(jī)翼而引起飛機(jī)失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飛行時安然無恙,于是人們效仿蜻蜓在飛機(jī)的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學(xué)以及其飛行的效率,一個四葉驅(qū)動,用遠(yuǎn)程水平儀控制的機(jī)動機(jī)翼(翅膀)模型被研制,并第一次在風(fēng)洞內(nèi)測試了各項(xiàng)飛行參數(shù)。
第二個模型試圖安裝一個以更快頻率飛行的翅膀,達(dá)到每秒18次震動的速度。有特色的是,這個模型采用了可變可調(diào)節(jié)前后兩對機(jī)翼之間相差的裝置。研究的中心和長遠(yuǎn)目標(biāo),是要研究使用“翅膀”驅(qū)動的飛機(jī)表現(xiàn),以及與傳統(tǒng)的螺旋推動器驅(qū)動的飛機(jī)效率的比較等等。

一般體型較大,翅長而窄,膜質(zhì),網(wǎng)狀翅脈極為清晰。視覺極為靈敏,單眼3個;觸角1對,細(xì)而較短;咀嚼式口器。腹部細(xì)長、扁形或呈圓筒形,末端有肛附器。足細(xì)而弱,上有鉤刺,可在空中飛行時捕捉害蟲。幼蟲(稚蟲)在水中發(fā)育,在水中用直腸氣管鰓呼吸。一般要經(jīng)11次以上蛻皮,需時2年或2年以上才沿水草爬出水面,再經(jīng)最后蛻皮羽化為成蟲。稚蟲在水中可以捕食孑孓或其他小型動物,有時同類也相殘食。成蟲一般在池塘或河邊飛行捕食飛蟲。除能大量捕食蚊、蠅外等對人有害的昆蟲,有的還能捕食蝶、蛾、蜂,實(shí)為益蟲。[1]??蜻蜓的已知種類超過5,000種。
蜻蜓可分為蜻蜓類的差翅亞目和豆娘類的均翅亞目(束翅亞目),間翅亞目有僅三種蜻蜓分別是在日本印度中國,此亞目有活化石之稱,中國的最古老。也是有翅亞綱里的很原始的昆蟲。幼蟲稱為稚蟲,完全水生,形態(tài)與習(xí)性與成蟲完全不同。各種的稚蟲形態(tài)差異極大。
蜻蜓是世界上眼睛最多的昆蟲。蜻蜓的眼睛又大又鼓,占據(jù)著頭的絕大部分,有三個單眼,復(fù)眼約由28000多只小眼組成,它們的視力極好,而且還能向上、向下、向前、向后看而不必轉(zhuǎn)頭。此外,它們的復(fù)眼還能測速。當(dāng)物體在復(fù)眼前移動時,每一個“小眼”依次產(chǎn)生出反應(yīng),經(jīng)過加工就能確定出目標(biāo)物體的運(yùn)動速度。這使得它們成為昆蟲界的捕蟲高手。其咀嚼式口器發(fā)達(dá),強(qiáng)大有力。
蜻蜓翅發(fā)達(dá),前后翅等長而狹,膜質(zhì),網(wǎng)狀翅脈極為清晰,飛行能力很強(qiáng),每秒鐘可達(dá)10米,既可突然回轉(zhuǎn),又可直入云霄,有時還能后退飛行。休息時,雙翅平展兩側(cè),或直立于背上。前翅和后翅不相似,后翅常大于前翅。翅的前緣,近翅頂處,各有1個翅痣,呈長方形或方形,可保持翅的震動規(guī)律性,并可防止因震顫而折傷。胸部斜列,前胸小,能活動。足接近頭部(以便于捕食)。腹部細(xì)長。成蟲的構(gòu)造雖頗一致,但大小差別懸殊,翅展一般為5公分。從最小的1.8公分(0.7吋)到最大的19.3公分(7.5吋)。
蜻蜓腹部細(xì)長、扁形或呈圓筒形,末端有肛附器。足細(xì)而弱,上有鉤刺,可在空中飛行時捕捉害蟲。雄蟲交配器位于腹部二、三節(jié)腹板上。雌雄交尾也在空中進(jìn)行。多數(shù)雌蟲在水面飛行時,分多次將卵“點(diǎn)”在水中,也有的將腹部插入淺水中將卵產(chǎn)于水底。

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