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翅膀亦稱翼,為昆蟲動物用來飛行器官。在現代,許多機械物件也會使用翅膀飛翔,例如航天飛機飛機等。

動物的翅膀

鳥的翅膀

鳥的翅膀[1]是其飛翔的主要結構,翅膀外面覆蓋硬羽,其特性適于飛行。翅膀的形狀由羽毛決定,使鳥能夠飛行。羽毛上下拍動可以形成推動力(或阻力)以飛行。不同的鳥有着不同的翅膀類型,飛行速度高的鳥類翅膀類型一般為半月形,飛行空間較小的鳥翅膀一般有小的空隙以減輕重量。

滑行

翅膀也可以用於滑行,於鳥類,如海鷗翅膀較長、較窄、較平,羽毛間沒有空隙以便於長期滑翔。曾有人錄得一海鷗滑行45分鐘之久。現代科技可有滑行飛機等類型,易於滑行。

翅膀生態學

很難想象,草蜢連續數天在海洋沙漠上空飛行,其翅膀要經受多少次強勁風力的「擊打」,但它的翅膀卻完全可以抵抗得住[2]

研究人員為了準確測量草翅膀的韌性,他們在草蜢翅膀的薄膜上弄上一些小小的凹痕,從而來測量在遇到風力時,翅膀是如何「驅動」其上邊的「裂紋」而順利飛翔的。

研究人員總結,草蜢翅膀上的靜脈網絡可以有效的防止其翅膀上的「裂紋」擴張。草蜢翅膀上的靜脈相比薄膜更厚一些。因此,靜脈越少,翅膀的重量就越輕。無論如何,從實驗錄像中可見,翅膀上的靜脈越少,對翅膀裂紋的防護也就越低。正如船隻一樣,防水隔板越多,船隻越重。但如果隔板太少,只要有一個漏洞,整個船隻就會沉沒。

可以說,草蜢翅膀上的交叉靜脈間隔近乎完美,正是因為它們,才使得草蜢翅膀上的裂紋每當達到「臨界裂紋長度」時,都能及時停止下來。這是大自然賦予草蜢最好的禮物,讓它們翅膀的靜脈和薄膜在最佳比例的基礎上,擁有最高的韌性和最輕的重量。研究人員表示,他們完全可以運用草蜢翅膀的構成原理,來製作輕而韌性強的人造「靜脈」機翼。

機翼

機翼是為固定翼航空器(包括飛機和滑翔機)提供升力的主要部件,模仿鳥類的翅膀,維持其在空中的穩定飛行以及提供必要的操縱力。機翼上通常安裝有固定翼航空器的主操縱面-副翼,以及輔助操縱裝置襟翼。

視頻

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鳥類是如何利用翅膀飛行的,它的飛行原理和飛機一樣麼?

參考文獻