貓頭鷹幫助科學家了解鳥類如何在狂風中飛翔

布里斯托大學和皇家獸醫學院的科學家們,已經發現了鳥類如何在狂風條件下穩住飛行的秘密。通過觀察在暴風雨條件下飛行的谷倉貓頭鷹的姿態,研究團隊發現了鳥類的雙翼是如何充當懸架系統,以吸收緩和空氣的力量。深入研究之後,相關成果還有助於打造更加靠譜的小型飛行器。

貓頭鷹幫助科學家了解鳥類如何在狂風中飛翔

(來自:University of Bristol

該校航空工程系的 Shane Windsor 博士稱:「鳥類通常在靠近建築物和地形的大風情況下飛行,陣風的速度與飛行速度保持一致」。

有鑒於此,應對強風和突變風的能力,對鳥類的生存至關重要,以便能夠安全地着陸或捕獲獵物。

在規模近似的工程飛行器上,鳥類應對此類挑戰的能力要更加出色。然而在此之前,我們對背後的機理仍未充分了解。

為獲取更多信息,Shane Windsor 團隊攜手皇家獸醫學院的科學家們,請來了一隻經過訓練的谷倉貓頭鷹。如果你是紀錄片的愛好者,或許會記得它的名字叫做 Lily 。

在實驗室內部,Lily 迎着風扇產生的垂直陣風、並受到了一系列力的作用。其中最主要的,就看它是如何保持與陣風相匹配的飛行速度。

皇家獸醫學院的 Richard Bomphrey 教授表示,我們先是用非常柔和的陣風,以防 Lily 遇到任何困難。

不過很快就發現,即使用上了最高的陣風速度,Lily 也絲毫不受影響。最終它直接穿過了陣風,並得到了訓練師 Lloyd Buck 手上的食物作為獎勵。

結合高速視頻錄制、3D 表面重建技術、計算機流體力學、以及 CT 掃描技術,研究團隊對 Lily 的動作展開了密切的觀察。

結果表明,貓頭鷹可以在遭遇陣風的時候,讓頭部和軀干保持相當的穩定,因其翅膀可作為吸收沖擊力所需的天然懸掛系統。

不過最讓研究人員驚訝的是,Lily 輕而易舉地就做到了這一點,因其翅膀上有一個能夠自動抵禦陣風的『甜蜜點』。

事實上,航空航天工程中到處都是以鳥類為靈感的技術實例,比如工程師們可藉此改善導致機翼變形的空氣動力學特徵。

而在谷倉貓頭鷹 Lily 身上學到的知識,更是有助於為小型飛行器開發仿生懸架系統。

來源:cnBeta