|
|
从枫树种子获得灵感的单翼飞机
(Credit: Eric Schurr/A. James Clark School of Engineering, University of Maryland)
记得孩时看到秋天的枫树种子(或翼果)像直昇机一样旋转後掉落在身边总会觉得很有趣？我是这样的，所以我喜欢这款由马里兰大学詹姆士克拉克工程学院（University of Maryland's A. James Clark School of Engineering）的研究生发明的旋翼飞机。
这是一台遥控单翼直昇机(monocopter)，它的设计在空气动力学与几何学上很大成份是模仿枫树种子。该校研究人员花了数年试着做出可自动驾驶并模仿枫树种子旋转降落的飞行器，结果做出来的飞行器很棒。
如同你在影片中看到的，这台正在等候专利判决的飞行器只用一个旋翼起飞，用来维持稳定的安定翼也只有一个，看起来虽然有点怪异却行得通。这是受大自然影响的科学成果很棒的一个例子。
发明的学生们表示，他们所创造出来的是全世界最小的可遥控单翼旋翼飞机，最长的地方只有3.7英寸，旋翼的大小等同於一棵天然的翼果。研究生Evan Ulrich表示，他认为这台飞机可以100美元以下的成本被大量生产成玩具，更酷的是这台原型飞机的零件来自携带型呼叫器的振动马达。
这也可以应用在军事或救援行动上，在飞机上装设小型摄影机就可轻松地在某个地区搜寻生还者，或是军事目标。不论这台飞机最後用作什麽用途，可以确定的是，我真的很想得到一台。
枫树种子下落时，自旋的形状类似于微型直升机。正因为下降过程非常缓慢，它们可以随风飞得很高并分散到很远的距离。但是这些种子如何控制如此缓慢的速度，科学家一直困惑不解。近期发表在《Science》的一篇文章中，荷兰Wageningen大学以及美国加州大学的研究人员揭开了这种旋转的种子的空气动力学秘密。
这项研究由by David Lentink副教授以及Michael H. Dickinson主持，研究结果表明，枫树种子在空中缓慢下降过程中，种子通过旋转，在最前沿的上方产生一个漩涡，因此，枫树种子中，这一漩涡处的气压要比外部气压低。有效地减少了下降的重力。这种种子与无漩涡的种子相比，前者产生向上的力是后者的两倍。
这种依靠漩涡的力量增加向上的力十分类似于昆虫，蝙蝠以及蜂鸟盘旋拍拍打翅膀。这个发现意味着植物和动物在飞行演化上有相似的空气动力学途径。
这项研究将会对螺旋降落伞的设计产生影响，这种螺旋降落伞可以减缓未来行星探测器的降落的速度。
英文原版：
What do a hummingbird, a moth, and a maple tree have in common? They all use a similar trick to fly. Okay, okay, a maple tree doesn’t fly. But its seeds kind of do. Maples make those little whirlybird seeds you see spiraling down in droves each spring. Their papery little wings keep them aloft so they can find a good place to germinate and make a new maple. But how they manage to fall so slowly has been a bit of a mystery—until now.
Scientists filmed maple seeds as they wafted through a smoke-filled wind tunnel. And they found that a spiral of air develops on top of each falling seed’s wing. That vortex generates lift, and acts like a miniature tornado that sucks the seed up. The study appears in the June 12th issue of the journal Science.
The same type of vortex also helps bats, hummingbirds and insects soar. So it seems that plants and animals have both stumbled on the same aerodynamic approach to battling gravity. Which explains why the acorn might not fall far from the tree, but maple seeds can really go the distance. |
欢迎继续阅读楼主其他信息
|
/1 
发表于 2010-6-24 14:48
收藏
楼主