鸟类高超的飞行技艺

鸟类高超的飞行技艺

1903年，美国的威尔伯·莱特兄发明了飞机，在后来几十年的飞行研究中，人们仿照鸟类的骨骼系统进行改进，终成现代飞机。鸟类早在一亿多年以前就飞上了高空，并在漫长的发展进化过程中，形成了许多适于飞翔的形态结构特点。千百年来，人们一直梦想像鸟一样在空中飞行，早在2000多年前，我国民间流传着鲁班制造过会飞木鸟的故事。从鸟的外形上看，最明显的是它们的体型，翼和尾的构造。鸟的身体是纺锤形的，它全身的羽毛都向后方，在飞行时可以减少空气的阻力。鸟的前翅特化为翼，翼上的羽毛有所不同，最大而硬的飞羽直接着生在翼骨上，并有秩序地整齐排列，使飞羽强大有力可推动气流，尤其是最外侧的初级飞羽，如果受损鸟就无法飞翔了。

如果你手握鸽子的翅膀，你就会发现鸽子的翅膀，前缘厚、后缘薄，这种结构与飞行密切相关。从空气动力学上讲，只有这种曲面在高速气流中才会产生升力，使鸟能够悬在空中。鸟的尾巴与其他脊椎动物不同，尾椎全隐藏在体内，只在尾骨上长出许多强硬的羽毛，尾在飞行时可转换方向和平衡身体，故又将尾羽称为舵羽。

展翅飞翔的鸟儿

鸟类的骨骼比较特殊，既坚固又灵巧，一般为中空而尖细的骨，强度大，重量小。一只军舰鸟的翼展开可达2米多长，骨骼只有100克左右。一只重达11公斤的鹈鹕，它的骨骼只有0.5公斤。除了轻盈和坚固以外，鸟的骨骼还安排得非常精巧，在鸟类两肩上的锁骨，愈合成“V”形，可以防止飞行时左右肩带发生碰撞，在胸骨的中线处，有高高隆起的龙骨突起，可以扩大胸肌的固定面积，使飞行能力大大加强。鸟类的腰带骨相互愈合，使躯体的重心集中于中心，有利于飞行时保持平衡，又便于骨骼相互牢固地联结在一起。人们在研究了鸟的身体结构以后，试图模仿鸟的身体特征制造出飞行器。400多年前意大利科学家达·芬奇根据鸟的飞行研究设计了扑翼机，试图用脚蹬的动力来扑动翅膀飞行，但是这种美好的愿望很快就破灭了。

军舰鸟翼展很大，骨骼却很轻

仿鸟翅的机翼前厚后薄

后来人们又不断地研究探索，特别注意到了鸟翅前厚后薄的特点，并且翼前上面钝圆，下面平直，这样，高速气流在通过翼时，上下端的速度不一致，鸟翼上端的气压比下端气压低，至少可以形成与鸟重量相等的升力。1903年，美国的发明家威尔伯·莱特兄弟经过多年的实验和空气动力学的研究，改变了机翼的角度和面积的设计，使飞行器得到了较大的升力。12月17日清晨，他们在加利福尼亚北部沙漠地带，驾驶着自制的飞机，在空中飞行12秒钟后，安全着陆，人类的飞行梦想终于实现了。

在后来几十年的飞行研究中，人们仿照鸟类的骨骼系统，不断减轻飞机的重量，又根据昆虫的飞行原理改进飞机，不仅实现了超音速飞行，而且使飞行的稳定性大大提高了。