1樓:匿名使用者
蜜蜂是如何飛行的?這一直是乙個令人迷惑不解的問題。然而,更加令人大惑不解的是,科學家驚奇地發現,如果你用飛機這類飛行工具飛行時所遵循的傳統空氣動力學原理來看的話,蜜蜂根本就不能在天上飛。
可是,這些小小的蜜蜂卻是飛行能手。那麼,它們為何能全盤否定空氣動力學所遵循的經典法則呢?為此,科學家利用機械人模型,再結合慢動作錄影,解開蜜蜂如何飛行的奧秘。
此研究成果發表在近日出版的《美國國家科學院學報》上。
按照傳統空氣動力學原理,蜜蜂是不能飛行的。
據《新科學家》等**報道,昆蟲是世界上第乙個飛行家,如今,它們進化的後代所進行的飛行絕技表演比精英比賽還要精彩得多。它們可以像流星一樣在你眼前劃過;可像***一樣在花朵上盤旋;在你要拍打它們時,它們就一下消失得無影無蹤了。
按科學的方法來說,昆蟲飛行是20世紀的一大謎團,至今仍令人大惑不解。有研究表明昆蟲是通過猛烈地拍打它們的翅膀來飛行的,可這種力量太小沒有應用到飛機上。2023年,科學家安托萬·馬根來和安德烈·桑來古進行蜜蜂的飛行研究。
他們應用數學分析和已知的飛行原理來計算蜜蜂的飛行,得出結論是「蜜蜂飛行是不可能的」。自那以後,蜜蜂成了不遵守空氣動力學原理的典型。儘管蜜蜂飛行之謎成了冰山之巔,但長久以來,研究人員都致力於搞清楚所有昆蟲的飛行,從極小的果蠅到樣子**的蜻蜓。
這是因為昆蟲飛行與人類飛行的技能有很大不同,後者的物理學原理不能解釋前者的飛行。因為像大黃蜂、蜻蜓、果蠅和其它飛行的昆蟲體積都很小,必須用顯微鏡才能看清它們的飛行動作和難以置信的自然力和不可忽視的作用。
高速錄影機幫助科學家捕捉到了蜜蜂翅膀拍打的幅度和次數。
最新例子就是這次由奧特蘇勒、迪克遜和他們的同事所進行的研究。他們在**上報告說,為揭開蜜蜂的飛行戰術,科學家將蜜蜂趕進乙個清澈的塑料箱中,箱子里安了3個高速錄影機,以每秒6000次的速度拍攝蜜蜂的3d快照。他們發現,盤旋的蜜蜂經常以每秒240次的速度拍打它們一厘公尺長的翅膀,每次拍打的幅度只有90度,較其它昆蟲的小,但拍打得快。
因為其它昆蟲拍打次數每秒不到200次,每次拍打幅度超過165度。按照飛行專家的一貫假定,昆蟲越小,它們的翅膀就拍打得越快。在這方面,蜜蜂又是個例外,比如,義大利蜜蜂(apis mellifera)拍打其10公釐寬的翅膀,每秒可達240次,較比它小得多的果蠅每秒僅200次要快許多。
為何身材翅膀短小的蜜蜂要小幅度地盡快拍打其翅膀呢?為弄清這一點,研究人員還觀察了這些昆蟲在低壓高空條件下是如何飛行的。當它們飛進低濃度氧和氦氣的蜂箱時,裡面的空氣稀薄得如同海拔9200公尺高空的水平,此時,蜜蜂只得將拍打幅度增加到近140度,接近其它昆蟲的幅度,才能支援它們的飛行,蜜蜂的這種不尋常的飛行方式是為了適應其飛行中所面臨的不同需求。
因為,在改變速度方面,短距離拍打較長距離拍打更快捷。
研究者發現,蜜蜂翅膀改變方向可以產生額外的力量。這次昆蟲飛行研究領域的關鍵工作是英國劍橋大學的查爾斯·伊林頓與其他科學家,包括迪克遜。迪克遜2023年所建造的相同比例的大機械人昆蟲模型———機械人飛蟲幫了大忙。
當機械人翅膀前後拍打時,他們測量了其不同部位的力量。科學家發現,蜜蜂產生的舉公升力不穩定,而是在每次拍打的開始、中間和結尾時所產生的力量最大。還有一種奇特的力量就是已知的額外質量力,這種力量每次拍打結束時可達到頂峰。
當翅膀方向改變時,此力量還能提高加速度。也就是說,翅膀改變方向可以產生額外的力量。研究人員發現,大多數昆蟲拍打其翅膀的幅度較大,而蜜蜂的較小但更為猛烈。
蜜蜂的一種方式效率低且穩定性差。科學家認為,蜜蜂的這種不尋常的飛行方式是為了適應其飛行中所面臨的不同需求。當找蜂蜜時,它們的重量最輕;當粘上花粉,或帶有卵時,它們的重量是平時的2倍。
在改變速度方面,短距離拍打較長距離拍打更快捷,因此蜜蜂的飛行方式能大大改變其上公升的力量。
蜜蜂是怎樣飛行的?
2樓:匿名使用者
1.據國外**報道,蜜蜂在人們的眼中只是可以採集花蜜來釀造蜂蜜,但很少有人關注蜜蜂是如何飛行的。美國研究人員最近利用高速數碼攝影技術和蜜蜂翅膀的遙控模型,推測出了蜜蜂飛行的機理,結果發現蜜蜂的飛行機理比我們想象的更加奇特,而且其負重飛行的能力非常強大。
科學家們在研究過程中對蜜蜂的飛行影象進行了連續數小時的拍攝,並用配備了測力感測器的自動裝置模擬蜜蜂飛行動作,通過對拍攝結果的分析,結果得出的蜜蜂飛行機理比想像的更為奇特,不僅振翅的頻率很高,而且在不同的環境下振翅的幅度也不一樣。
負責這項研究工作的是來自美國加利福尼亞理工學院的科學家道格拉斯·阿特舒勒(音),他在談到這項研究結果時稱:「蜜蜂拍打翅膀的速度非常快,在空中盤旋的狀況下,身體為蜜蜂八十分之一的果蠅每秒拍打翅膀200餘次,相比之下,體積大得多的蜜蜂每秒拍打翅膀卻達230餘次。同時,它們還要運送花粉和花蜜,以供其它蜜蜂食用,它們揹負的重物有時與其體重相當。
這使我們對蜜蜂的飛行機理產生的濃厚了興趣,如果可以把這種原理用於飛行,那麼將可以大大改善我們現有飛機的效能。」
為了搞清楚蜜蜂為何能承載如此沉重的負擔,阿特舒勒和他的同事們讓蜜蜂在乙個的氧氣和氦氣濃度小於普通空氣的狹小空間內飛行,這需要蜜蜂付出更大的努力才能保持向上的姿態,科學家趁機觀察蜜蜂應付工作量增加的代償機理,結果發現蜜蜂只是加大了拍打翅膀的振幅,但並沒有調整振翅頻率。
阿特舒勒表示,這一發現將有助於設計一種能在適當的位置上盤旋、同時攜帶物資的飛機,這種飛機可用於**或海嘯的監測及運送救災物資等多種用途。
2.最新研究發現,蜜蜂的飛行並不是全部由翅膀來完成的,它的腿也發揮著重要的作用。蜜蜂在飛行的時候它的腿不是收起來的,相反它把的後腿向前伸出來幫助飛行。
飛行過程中它的後腿不僅能夠產生上公升的力量,而且還能幫助蜜蜂保持身體平衡,防止出現翻滾。這一發現將對人們研發用於執行搜救和監視任務的小型飛行器有所幫助。蜜蜂的最高飛行速度既不取決於它的肌肉力量的大小,也不取決於它振動翅膀頻率的高低,而是取決於它在不穩定的飛行條件下自我控制和調節平衡的能力。
它伸出的後腿可以幫助它實現平衡,就像乙個飛速旋轉的花樣滑冰運動員張開手臂來平衡自己的身體一樣
2.蜜蜂是如何飛行的?這一直是乙個令人迷惑不解的問題。
然而,更加令人大惑不解的是,科學家驚奇地發現,如果你用飛機這類飛行工具飛行時所遵循的傳統空氣動力學原理來看的話,蜜蜂根本就不能在天上飛。可是,這些小小的蜜蜂卻是飛行能手。那麼,它們為何能全盤否定空氣動力學所遵循的經典法則呢?
為此,科學家利用機械人模型,再結合慢動作錄影,解開蜜蜂如何飛行的奧秘。此研究成果發表在近日出版的《美國國家科學院學報》上。
按照傳統空氣動力學原理,蜜蜂是不能飛行的。
據《新科學家》等**報道,昆蟲是世界上第乙個飛行家,如今,它們進化的後代所進行的飛行絕技表演比精英比賽還要精彩得多。它們可以像流星一樣在你眼前劃過;可像***一樣在花朵上盤旋;在你要拍打它們時,它們就一下消失得無影無蹤了。
按科學的方法來說,昆蟲飛行是20世紀的一大謎團,至今仍令人大惑不解。有研究表明昆蟲是通過猛烈地拍打它們的翅膀來飛行的,可這種力量太小沒有應用到飛機上。2023年,科學家安托萬·馬根來和安德烈·桑來古進行蜜蜂的飛行研究。
他們應用數學分析和已知的飛行原理來計算蜜蜂的飛行,得出結論是「蜜蜂飛行是不可能的」。自那以後,蜜蜂成了不遵守空氣動力學原理的典型。儘管蜜蜂飛行之謎成了冰山之巔,但長久以來,研究人員都致力於搞清楚所有昆蟲的飛行,從極小的果蠅到樣子**的蜻蜓。
這是因為昆蟲飛行與人類飛行的技能有很大不同,後者的物理學原理不能解釋前者的飛行。因為像大黃蜂、蜻蜓、果蠅和其它飛行的昆蟲體積都很小,必須用顯微鏡才能看清它們的飛行動作和難以置信的自然力和不可忽視的作用。
高速錄影機幫助科學家捕捉到了蜜蜂翅膀拍打的幅度和次數。
最新例子就是這次由奧特蘇勒、迪克遜和他們的同事所進行的研究。他們在**上報告說,為揭開蜜蜂的飛行戰術,科學家將蜜蜂趕進乙個清澈的塑料箱中,箱子里安了3個高速錄影機,以每秒6000次的速度拍攝蜜蜂的3d快照。他們發現,盤旋的蜜蜂經常以每秒240次的速度拍打它們一厘公尺長的翅膀,每次拍打的幅度只有90度,較其它昆蟲的小,但拍打得快。
因為其它昆蟲拍打次數每秒不到200次,每次拍打幅度超過165度。按照飛行專家的一貫假定,昆蟲越小,它們的翅膀就拍打得越快。在這方面,蜜蜂又是個例外,比如,義大利蜜蜂(apis mellifera)拍打其10公釐寬的翅膀,每秒可達240次,較比它小得多的果蠅每秒僅200次要快許多。
為何身材翅膀短小的蜜蜂要小幅度地盡快拍打其翅膀呢?為弄清這一點,研究人員還觀察了這些昆蟲在低壓高空條件下是如何飛行的。當它們飛進低濃度氧和氦氣的蜂箱時,裡面的空氣稀薄得如同海拔9200公尺高空的水平,此時,蜜蜂只得將拍打幅度增加到近140度,接近其它昆蟲的幅度,才能支援它們的飛行,蜜蜂的這種不尋常的飛行方式是為了適應其飛行中所面臨的不同需求。
因為,在改變速度方面,短距離拍打較長距離拍打更快捷。
研究者發現,蜜蜂翅膀改變方向可以產生額外的力量。這次昆蟲飛行研究領域的關鍵工作是英國劍橋大學的查爾斯·伊林頓與其他科學家,包括迪克遜。迪克遜2023年所建造的相同比例的大機械人昆蟲模型———機械人飛蟲幫了大忙。
當機械人翅膀前後拍打時,他們測量了其不同部位的力量。科學家發現,蜜蜂產生的舉公升力不穩定,而是在每次拍打的開始、中間和結尾時所產生的力量最大。還有一種奇特的力量就是已知的額外質量力,這種力量每次拍打結束時可達到頂峰。
當翅膀方向改變時,此力量還能提高加速度。也就是說,翅膀改變方向可以產生額外的力量。研究人員發現,大多數昆蟲拍打其翅膀的幅度較大,而蜜蜂的較小但更為猛烈。
蜜蜂的一種方式效率低且穩定性差。科學家認為,蜜蜂的這種不尋常的飛行方式是為了適應其飛行中所面臨的不同需求。當找蜂蜜時,它們的重量最輕;當粘上花粉,或帶有卵時,它們的重量是平時的2倍。
在改變速度方面,短距離拍打較長距離拍打更快捷,因此蜜蜂的飛行方式能大大改變其上公升的力量。
蜜蜂是怎樣學習飛行的,蜜蜂是怎樣飛行的?
敗落 蜜蜂像飛行員一樣學習定向飛行。蜜蜂在離蜂巢10公里的地方採蜜前,要沿著距離蜂巢更遠 更復雜的路線學習飛行。英國和美國的一些研究人員給600多隻幼蜂裝上微型雷達發射器,然後將它們放人1萬多隻蜜蜂的蜂群中,跟蹤它們的活動情況。研究人員發現,幼蜂一開始沿著從蜂巢向外的直線飛行。在飛到10至30米的距...
蜜蜂在飛行的時候的特點,蜜蜂在飛行的時候的特點 5
夏侯淑英臧鳥 蜜蜂飛行的特性 1 蜜蜂飛行時前翅外頂點的執行軌跡為細長 8 字,過程與常規的書寫方向相反,翅的行程角度約為120 2 蜜蜂在加速 減速 變向 勻速 懸停飛行時,其振翅頻率幾乎不發生變化,這說明蜜蜂不是通過改變振翅頻率來改變飛行狀態的,而是通過調整翅膀的攻角來改變飛行狀態。3 通過觀察...
蒼蠅 蚊子 蜜蜂等飛行各有什麼特點
臥聽梧桐 蒼蠅善於飛翔。飛行速度可達每小時 6 8km,最高每晝夜飛行 8 18km。但平常多在孳生地半徑 100 200m 範圍內活動,大都不超過 1 2km。起飛時的飛行特點 蒼蠅在起飛的啟動階段,總是通過中足和後足的 蹬地 動作彈跳,在 0.03 秒的時間內離地並翅膀。蒼蠅的飛行路線與地面的角...