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技术揭示了鸟类飞行的鸟类空气动力学

通过工程与物理科学研究委员会|2014年1月16日

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空气动力学数据记录器GPS加速度计使用自定义内置的GPS和加速度计记录器的研究人员与工程和物理科学研究委员会(EPSRC)的资金开发,并附在迁移中的自由鸟类上,并在鸟飞机形成的奥秘中获得了地面洞察力。

The research, led by the Royal Veterinary College, University of London, proves for the first time that birds precisely time when they flap their wings and position themselves in aerodynamic optimal positions, to maximise the capture of upwash, or ‘good air’, throughout the entire flap cycle, while avoiding areas of downwash or ‘bad air’.

由于需要复杂的飞行动态和感官反馈,以前没有想过鸟类进行这种空气动力学壮举。该研究,于2014年1月16日星期四发表在“自然”期刊上。

伦敦大学皇家兽医学院的首席研究员史蒂夫·葡萄牙博士说:“鸟群独特的v形结构长期以来一直吸引着研究人员,并继续吸引着科学和大众的关注,然而,直到现在,关于这些结构的空气动力学影响的确切解释仍然难以找到。”

“v形编队飞行中涉及的复杂机制表明,鸟类对附近鸟群同伴的飞行路线做出反应的意识和能力是卓越的。v形队形的鸟类似乎已经发展出了复杂的相位策略,以应对拍动翅膀产生的动态尾流。”

EPSRC首席执行官David Delpy教授说:“这是一个令人着迷的研究,为我怀疑大多数人问自己的问题提供了一个科学的答案 - 为什么鸟类在地层中飞行?结果将在各种领域中证明是有用的,例如空气动力学和制造。

“这项研究是国际合作的一个很好的例子,不仅涉及许多物理和工程科学学科,而且还涉及生命科学。”

鸟类使用的机制首先是通过在展展(“V”)位置飞行时翅膀拍动的空间相位实现的,在个体之间创建翼尖路径的一致性,这将在整个襟翼周期中最大限度地捕获上升流。

其次,当在流动的速度('后面)位置时,鸟类表现出翼跳的空间防范,没有翼尖的路径一致性,避免有害的干洗区域。这种机制专门用于拍打地层飞行。科学家们捕获了研究的数据,因为鸟类在奥地利夏季出生场所的迁移路线与奥地利的夏季出生场所的迁移到意大利托斯卡纳的越冬。该研究是第一个收集自由飞鸟的数据,并通过在皇家兽医学院的结构和运动实验室定制的伐木设备来实现。

轻量级,同步,GPS和惯性测量装置,可在高达30厘米的精度范围内记录,其中鸟类在羊群内,其速度,何时以及它的翅膀。测量的精度使得鸟类的空气动力学相互作用是第一次以水平和复杂性研究的。

葡萄牙博士和他的团队与奥地利Waldrappteam合作,Waldrappteam是一个保护组织,他们正在将已经灭绝了300年的北方白头鹮重新引入欧洲。

研究中使用的14只幼鸟是在维也纳动物园由沃尔德拉普团队的人类养父母手工饲养的。这些鸟经过训练,跟随一架微型轻型“母船”,教会它们前往意大利过冬地的历史迁徙路线。通常情况下,它们会从成年鸟类那里学习这些知识,没有这些帮助,鸟类就不会茁壮成长。这些鸟目前在托斯卡纳,研究小组希望它们能记住今年晚些时候去萨尔茨堡繁殖地的路,这次不用微型光的帮助!


了下:航空航天+防御


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