蝴蝶可扇動翅膀產生微型噴流以躲避捕食者

2021-02-15 科學解碼

通過在實驗室環境下對蝴蝶扇動翅膀的方式展開風洞研究,瑞典隆德大學的科學家們,終於揭示了這種昆蟲是如何快速飛行、以及躲避捕食者的。

研究人員指出,他們發現了蝴蝶翅膀可套用機翼的機械原理,即通過產生小規模的氣陷來迅速推動自身的前進。展望未來,研究人員還期待著將這種仿生經驗應用於小型飛機的設計上。

具體說來是,在「上衝程」期間,蝴蝶翅膀可在聚攏過程中,於空隙處產生微小的氣陷。然後隨著翅膀的不斷扇動,空氣可被迅速排出,並形成微小的噴射流,來推動自身的迅速前進。

生物學研究員 Per Henningsson 表示:「蝴蝶翅膀可在拍打時被託起,從而使整個行程更加高效。這是一套相當優雅的機制,比我們設想中的還要先進、且令人著迷。當必須起飛以躲避捕食者之時,昆蟲也會受益於此」。

需要指出的是,科學界提出的「向上衝程」理念,距今已有將近 50 個年頭。但是直到現在,研究人員才切實觀察到了它的作用。

此外「向下衝程」有助於蝴蝶將身體保持在空中,而不是落到地面上。基於這些發現,研究人員還創造出了具有蝴蝶般形狀和柔韌性的機械翅膀。

測量結果發現,與剛性的機翼相比,柔性機翼產生的衝擊力要高出 22%、且效率也提升了 28% 。

通過深入的研究,科學家們有望提出改善飛機空氣動力學特性的新設想,用於改進小型無人機的飛行性能、甚至打造出能夠避免空中碰撞的可變形機翼。

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《皇家學會界面》(The Journal of Royal Society Interface》期刊上。

原標題為《Butterflies fly using efficient propulsive clap mechanism owing to flexible wings》。

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