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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(shí)間: 2021-12-30 00:41:55

簡(jiǎn)介:】蜻蜓通過(guò)翅膀振動(dòng)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(lái)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(guò)翅膀振動(dòng)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(lái)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(shí)??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(shí),常會(huì)引起劇烈振動(dòng),甚至有時(shí)會(huì)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(shí)安然無(wú)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(dòng)這個(gè)令人棘手的問(wèn)題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動(dòng)力學(xué)以及其飛行的效率,一個(gè)四葉驅(qū)動(dòng),用遠(yuǎn)程水平儀控制的機(jī)動(dòng)機(jī)翼(翅膀)模型被研制,并第一次在風(fēng)洞內(nèi)測(cè)試了各項(xiàng)飛行參數(shù)。
第二個(gè)模型試圖安裝一個(gè)以更快頻率飛行的翅膀,達(dá)到每秒18次震動(dòng)的速度。有特色的是,這個(gè)模型采用了可變可調(diào)節(jié)前后兩對(duì)機(jī)翼之間相差的裝置。研究的中心和長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo),是要研究使用“翅膀”驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)表現(xiàn),以及與傳統(tǒng)的螺旋推動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)效率的比較等等。

一般體型較大,翅長(zhǎng)而窄,膜質(zhì),網(wǎng)狀翅脈極為清晰。視覺(jué)極為靈敏,單眼3個(gè);觸角1對(duì),細(xì)而較短;咀嚼式口器。腹部細(xì)長(zhǎng)、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(shí)捕捉害蟲(chóng)。幼蟲(chóng)(稚蟲(chóng))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(shí)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(chóng)。稚蟲(chóng)在水中可以捕食孑孓或其他小型動(dòng)物,有時(shí)同類也相殘食。成蟲(chóng)一般在池塘或河邊飛行捕食飛蟲(chóng)。除能大量捕食蚊、蠅外等對(duì)人有害的昆蟲(chóng),有的還能捕食蝶、蛾、蜂,實(shí)為益蟲(chóng)。[1]??蜻蜓的已知種類超過(guò)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(guó),此亞目有活化石之稱,中國(guó)的最古老。也是有翅亞綱里的很原始的昆蟲(chóng)。幼蟲(chóng)稱為稚蟲(chóng),完全水生,形態(tài)與習(xí)性與成蟲(chóng)完全不同。各種的稚蟲(chóng)形態(tài)差異極大。
蜻蜓是世界上眼睛最多的昆蟲(chóng)。蜻蜓的眼睛又大又鼓,占據(jù)著頭的絕大部分,有三個(gè)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(cè)速。當(dāng)物體在復(fù)眼前移動(dòng)時(shí),每一個(gè)“小眼”依次產(chǎn)生出反應(yīng),經(jīng)過(guò)加工就能確定出目標(biāo)物體的運(yùn)動(dòng)速度。這使得它們成為昆蟲(chóng)界的捕蟲(chóng)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(zhǎng)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(shí)還能后退飛行。休息時(shí),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(gè)翅痣,呈長(zhǎng)方形或方形,可保持翅的震動(dòng)規(guī)律性,并可防止因震顫而折傷。胸部斜列,前胸小,能活動(dòng)。足接近頭部(以便于捕食)。腹部細(xì)長(zhǎng)。成蟲(chóng)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(zhǎng)、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(shí)捕捉害蟲(chóng)。雄蟲(chóng)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(chóng)在水面飛行時(shí),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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