【簡介:】 約在公元1800年,氣體動力學創(chuàng)始人之一的英國科學家凱利,曾深入地研究過飛行動物的形態(tài),尋找最具流線型的結構。他模仿鳥翼設計了一種機翼曲線,與現(xiàn)代飛機機翼截面曲線幾乎完
約在公元1800年,氣體動力學創(chuàng)始人之一的英國科學家凱利,曾深入地研究過飛行動物的形態(tài),尋找最具流線型的結構。他模仿鳥翼設計了一種機翼曲線,與現(xiàn)代飛機機翼截面曲線幾乎完全相同。法國生理學家馬雷曾寫過一本研究鳥類飛行的《動物的機器》的書,介紹了鳥的體重與翅膀負荷(即單位翅膀面積所負的重量)的知識。后來,俄國科學家茹可夫斯基在研究鳥類飛行的基礎上,提出了航空動力學的理論,正是通過對鳥類的一系列的研究,終于找到了人類上天的關鍵所在。在人們模仿鳥類翅膀,采用大功率輕便發(fā)動機帶動螺旋槳之后,美國萊特兄弟終于在1903年發(fā)明了飛機,實現(xiàn)了人類夢寐以求的飛上天空的愿望?! ‖F(xiàn)代航空技術飛速發(fā)展,先進的飛機時速可達3700公里,但飛機的飛行本領有許多方面不及飛鳥。有一種“軍艦鳥”,它的翅膀骨骼僅有100克重,而兩翅展開卻有2米多長,因此,它飛行時消耗的能量和動力非常少。比“軍艦鳥”更節(jié)省“燃料”的是一種叫作金色鷸的小鳥,它從加拿大越海連續(xù)飛到南美洲,行程3900公里,而體重只減輕60克?,F(xiàn)代航空技術若能趕上這種效率,那么一架輕型飛機飛行30公里,只需耗用0.5升汽油,僅相當于目前用量的1/9。 “軍艦鳥” 在西印度洋群島上的蜂鳥,身長不過5厘米左右。就是這種小鳥,竟會做現(xiàn)有的任何飛機都做不到的各種機動靈活的飛行:向上高飛升至2000米的高空接著垂直下降,陡然起飛,掉頭飛行,向后退著飛以及懸??罩械?。如果一旦把它的飛行奧秘破譯出來,對改善飛機性能將有寶貴的借鑒作用?! ▲B類的飛行,還有其他許多優(yōu)異特性是現(xiàn)代化飛機所不具備的??梢詷酚^地預測,繼續(xù)深入地研究鳥的飛行并從中得到有益的啟示,一定可以進一步改進現(xiàn)有飛機的性能,給未來新型飛機的設計增添異彩。
自古以來,自然界就是人類各種科學技術原理及重大發(fā)明的源泉。生物界有著種類繁多的動植物及物質(zhì)存在,它們在漫長的進化過程中,為了求得生存與發(fā)展,逐漸具備了適應自然界變化的本領。人類生活在自然界中,與周圍的生物作“鄰居”,這些生物各種各樣的奇異本領,吸引著人們?nèi)ハ胂蠛湍7?。人類運用其觀察、思維和設計能力,開始了對生物的模仿,并通過創(chuàng)造性的勞動,制造出簡單的工具,增強了自己與自然界斗爭的本領和能力。 人類最初使用的工具——木棒和石斧,無疑是使用的天然木棒和天然石塊;骨針的使用,無疑是魚刺的模仿……所有這些工具的創(chuàng)造、生活方式的選擇都不能說是人類憑空想象出來的,只能說是對自然中存在的物質(zhì)及某種構成方式的直接模擬,是人類初級創(chuàng)造階段,也可以說是仿生設計的起源和雛形,它們雖然是比較粗糙的、表面的,但卻是我們今天得以發(fā)展的基礎。 在我國,早就有著模仿生物的事例。相傳在公元前三千多年,我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營巢,以防御猛獸的傷害;四千多年前,我們的祖先“見飛蓬轉(zhuǎn)而知為車”,即見到隨風旋轉(zhuǎn)的飛蓬草而發(fā)明輪子,做有裝成輪子的車。古代廟宇中大殿之前的山門的建造,就其建筑結構來看,頗有點像大象的架勢,柱子又圓又粗,仿佛像大象的腿。 我國古代勤勞勇敢的勞動人民對于絢麗的天空、翱翔的蒼鷹早就有著各種美妙的幻想。根據(jù)秦漢時期史書記載,兩千多年前,我國人民就發(fā)明了風箏,并且應用于軍事聯(lián)絡。春秋戰(zhàn)國時代,魯國匠人魯班,本名公輸般,首先開始研制能飛的木鳥;并且他從一種能劃破皮膚的帶齒的草葉得到啟示而發(fā)明了鋸子。據(jù)《杜陽雜編》記載,唐朝有個韓志和,“善雕木作鸞、鶴、鴉、鵲之狀,飲啄動靜與真無異,以關戾置于腹內(nèi),發(fā)之則凌云奮飛,可高達三丈至一二百步外,始卻下?!蔽鳚h時期,有人用鳥的羽毛做成翅膀,從高臺上飛下來,企圖模仿鳥的飛行。以上幾例,足以說明我國古代勞動人民對鳥類的撲翼和飛行,進行了細致的觀察和研究,這也是最早的仿生設計活動之一。明代發(fā)明的一種火箭武器“神火飛鴉”,也反映了人們向鳥類借鑒的愿望。