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蚊子飛行空氣動力學原理很獨特

科技日報北京3月30日電英國《自然》雜誌近日線上發表的一篇動物學論文, 介紹了令蚊子得以飛行的獨特空氣動力學原理。 該研究或將在未來仿生學中得到應用。

蚊子擁有一對長而細的翅膀, 相對其尺寸而言, 翅膀振動速度較快(振動頻率約為800赫茲), 振幅小於任何其它昆蟲類群。 蚊子翅膀的拍動角約為40度, 不到蜜蜂的一半, 讓人不免猜測蚊子究竟是如何實現飛行的。

位於英國哈特菲爾德的皇家獸醫學院中, 研究人員理查·邦弗瑞及其同事此次通過分析表明, 除了前緣渦產生升力之外, 蚊子還採用另外兩種空氣動力學特性:後緣渦以及利用翅膀轉動產生的一種升力機制。

研究人員表示, 其它昆蟲在下拍和上拍的平動階段產生主要的重量支撐, 而蚊子獨特的翅膀形狀和運動意味著, 它們的重量主要在每一個半次拍動結束時翅膀轉動的瞬間得到支撐。 這樣, 反過來通過尾流捕捉在翅膀後緣產生渦流, 而尾流捕捉是一種昆蟲通過重新捕捉在前一次拍動中損失的能量而獲得額外升力的現象。

至於蚊子為何演化成採用不同於其它昆蟲常用飛行模式的情況, 目前科學家仍不清楚。 但是, 高頻率拍翅所需的慣性動力較大。 論文作者認為, 這一點或通過其他選擇性優勢得到補償。

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