科技日報(bào)記者 張夢然
根據(jù)英國《自然》雜志近日發(fā)表的動(dòng)物學(xué)論文，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，鳥類飛行可能同時(shí)具備內(nèi)在的穩(wěn)定和不穩(wěn)定，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)與認(rèn)為鳥類飛行是從穩(wěn)定性演化到改善機(jī)動(dòng)性的常見假設(shè)相悖，研究揭示了飛行的演化，為飛行機(jī)動(dòng)性的理論模型奠定了基礎(chǔ)。
帶魚狗（一種鳥名，研究中的樣本之一）俯沖姿勢下，對其翅膀進(jìn)行慣量特征估計(jì)。棋盤狀圖案的點(diǎn)代表重心，黑色方塊代表中心點(diǎn)。該圖為研究詮釋示意圖。圖片來自：賈絲敏·王/《自然》在線版
鳥類能使翅膀變形，以完成一些非凡的空中動(dòng)作，但這種急速改變動(dòng)作的動(dòng)力學(xué)尚不清楚。
為了更深入理解鳥類飛行的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，美國密歇根大學(xué)研究人員克里斯蒂娜·哈維及其研究團(tuán)隊(duì)，分析了22種鳥類的翅膀變形能力。翅膀變形讓鳥類能改變其滾轉(zhuǎn)和偏航慣量（跨縱軸和豎軸的旋轉(zhuǎn)），但他們發(fā)現(xiàn)這些變化對重心位置影響很小。其中有17種鳥類能夠在穩(wěn)定和不穩(wěn)定飛行之間轉(zhuǎn)換。
盡管此前研究表明現(xiàn)代鳥類或可穩(wěn)定飛行，但人們多認(rèn)為鳥類演化成俯仰（沿翼—翼軸旋轉(zhuǎn)）不穩(wěn)以加強(qiáng)機(jī)動(dòng)性。這次研究呈現(xiàn)了一個(gè)新的方向：演化壓力或維持了在穩(wěn)定和不穩(wěn)定配置間轉(zhuǎn)換的能力。
該研究還為那些希望為鳥類飛行機(jī)動(dòng)性開發(fā)數(shù)學(xué)理論的人找到了缺失環(huán)節(jié)。目前有一種類似理論可用于飛行器，但沒有這項(xiàng)研究提供的對慣量性質(zhì)的詳細(xì)理解，它無法應(yīng)用于鳥類。
圖：帶魚狗（研究中的樣本之一）俯沖姿勢下用于估計(jì)慣量特征的簡化翅膀部件。棋盤狀圖案的點(diǎn)代表重心，黑色方塊代表中心點(diǎn)，該圖為研究界藝術(shù)化詮釋。
圖片來自：賈絲敏·王/《自然》在線版
關(guān)鍵詞： 理論模型
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