The human species has been able to fly for about a century - with the help of aircraft of various kinds, that is! So we have quite a good understanding of aerodynamics.
However, although the flapping wings of animals served as an inspiration to the pioneers of human flight, I think it is fair to say that to this day we don't really understand how they work. Animal wings provide both lift and propulsion, whereas our creations tend to separate those roles with engines attached to quite rigid airframes (the helicopter is of course an exception). Conventional aerodynamic theory is based upon fixed wings in a steady airflow, while the airflow around flapping wings is anything but steady and challenges our understanding.
Insect wings come in a huge variety of shapes, sizes, and appearance. However, they resemble each other (and many sails) in that they are passive membranous foils that depend largely on the arrangement of their supporting framework for many of their aerodynamic properties. So, during flapping flight, the wings become distorted by the changing forces acting on them, but in an effective and efficient way. The leading edge of the wing has a much stronger and stiffer structure than the other regions of the wing which are more flexible and capable of twisting. Energy is put into the wings from the root by the powerful muscles within the insect's thorax. The joints between wing and body are remarkable for the complex movements they allow and their ability to store and release energy appropriately at different stages in the flapping cycle.
Bats' wings have a much more dynamic geometry than those of insects. The slender bony framework is jointed and the relative positions of bones are controlled by numerous muscles within the wing and attaching to it from the body. Thus the repertoire of movements is much greater than for insects, both during flapping flight and when the wings are folded at rest. However, like insects the main area of the foil is composed of membrane, although in this case it is an elastic and adaptable membrane rather than relatively non-stretchable as in the insect's wing. Bats are mammals and belong to the family Chiroptera, which means 'hand-wing'. The family is divided into two taxa, the Microchiroptera or microbats and the Megachiroptera which includes the much larger fruit bats and flying foxes. There are nearly 1000 species of bat in the world today.
Birds (Aves) go one step further than bats - instead of a membrane stretched elastically between the skeletal elements, they have numerous feathers, each shaped and equipped for a number of functions. This greatly increases the range of geometries over which an aerodynamically effective foil can be maintained. Although birds' wing share similar structures and composition, different species have emerged with sophisticated adaptations for different modes of flight: long range or high speed or hovering or short take-off to give just a few examples. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------الجنس البشري لم تكن قادرة على الطيران لمدة حوالى قرن من الزمان -- بمساعدة من الطائرات من مختلف الأنواع ، وهذا هو! لذلك لدينا فهم جيد للغاية من الديناميكا الهوائية. ومع ذلك ، على الرغم من أن أجنحة ترفرف من الحيوانات بمثابة إلهام لرواد رحلة الإنسان ، واعتقد انه من الانصاف ان نقول ان هذا اليوم لأننا لا نفهم حقا كيف تعمل. أجنحة الحيوانية وتقديم كل من رفع الدفع ، في حين تميل إبداعاتنا لفصل هذه الأدوار مع محركات تعلق على أبدان الطائرات جامدة جدا (الهليكوبتر هي بالطبع استثناء). وتستند النظرية التقليدية الأيرودينامية على أجنحة ثابتة في تدفق الهواء ثابتة ، في حين أن تدفق الهواء حول أجنحة ترفرف أي شيء ولكنه ثابت والتحديات فهمنا. * الحشرات أجنحة الحشرات يأتي في مجموعة متنوعة ضخمة من الأشكال والأحجام ، والمظهر. ومع ذلك ، فإنها تشبه بعضها البعض (والكثير من الأشرعة) في أن تكون رقائق الغشائي السلبية التي تعتمد بشكل كبير على ترتيب إطارها دعم لكثير من ممتلكاتهم الهوائية. هكذا ، وخلال الرحلة الخفقان ، تصبح مشوهة الأجنحة من قبل قوات المتغيرة المؤثرة عليها ، ولكن بطريقة فعالة وكفؤة الحافة الأمامية للجناح لديها بنية أقوى وأكثر صلابة في مناطق أخرى من الجناح والتي هي أكثر مرونة وقادرة على التواء. يتم وضع الطاقة في أجنحة من جذورها بواسطة عضلات قوية داخل القفص الصدري للحشرة. المفاصل بين الجناح والجسد لافتة للنظر للحركات المعقدة التي تسمح وقدرتها على تخزين وإطلاق الطاقة بشكل مناسب في مراحل مختلفة في دورة الخفقان. * الخفافيش أجنحة الخفافيش 'لديها الكثير من الهندسة أكثر دينامية من تلك الحشرات. الإطار مرهف العظمية هو صوتها ويتم التحكم في الأوضاع النسبية للعظام التي عضلات عديدة داخل الجناح وربط إليها من الجسم. وبالتالي ذخيرة من الحركات هو أكبر بكثير من الحشرات ، سواء أثناء الرحلة ، وعندما ترفرف أجنحة مطوية في راحة. ومع ذلك ، مثل الحشرات ويتألف المجال الرئيسي للاحباط من الغشاء ، ولكن في هذه الحالة هو الغشاء مطاطة وقابلة للتكيف وليس نسبيا غير لمط كما في جناح الحشرة. الخفافيش هي الثدييات وتنتمي إلى عائلة Chiroptera ، وهو ما يعني "يد الجناحين. وينقسم إلى قسمين الأسرة الأصناف ، وMicrochiroptera أو microbats وMegachiroptera والتي تضم أكبر بكثير خفافيش الفاكهة والثعالب الطائرة. هناك ما يقرب من 1000 نوع من الخفافيش في العالم اليوم. * الطيور الطيور (إيفس) يخطو خطوة أبعد من الخفافيش -- بدلا من غشاء مطاطيا امتدت بين عناصر الهيكل العظمي ، لديهم العديد من الريش ، ولكل شكل ومجهز لعدد من الوظائف. هذا يزيد كثيرا من خلال مجموعة من الأشكال الهندسية التي يمكن أن تكون حافظت على احباط فعالة ديناميكية هوائية. على الرغم من هياكل الطيور حصة مماثلة الجناح وتكوينها ، وظهرت أنواع مختلفة مع التعديلات المتطورة لمختلف وسائط الرحلة : بعيد المدى أو سرعة عالية أو تحوم أو قصيرة من اقلاعها لاعطاء مجرد أمثلة قليلة. |
在人類已經能夠飛行約一個世紀 - 借助各種飛機，就是！因此，我們有相當好的理解空氣動力學。
不過，雖然拍打翅膀的動物擔任靈感，人類飛行的先驅，我認為這是公平地說，這一天，我們並不真正了解他們的工作。動物翅膀同時提供升力和推進力，而我們的創作傾向獨立的角色與發動機連接到相當剛性機身（直升機當然是一個例外）。傳統的空氣動力學理論是基於固定機翼在氣流穩定，而周圍的氣流拍打翅膀的是什麼，但穩定和挑戰的認識。
*昆蟲
昆蟲翅膀來，在巨大的各種形狀，大小和外觀。然而，他們彼此相似（和許多帆），因為它們是被動的箔膜的安排，在很大程度上取決於他們的支持框架的許多空氣動力特性。因此，在拍打飛行，翅膀變得扭曲了改變的力量作用於他們，但在一個有效的和有效的方式。在機翼前緣有一個更強大和更嚴厲的結構比其他地區的機翼的靈活性，有能力的扭曲。能源是投入的翅膀從根在強大的肌肉內的昆蟲的胸部。關節之間的機翼和機身是顯著的複雜的動作讓他們和他們的能力，適當地儲存和釋放能量的不同階段，在撲週期。
*蝙蝠
蝙蝠的翅膀有一個更加動態的幾何比那些昆蟲。修長的骨性框架是連接和相對位置的骨頭是由無數的肌肉控制在機翼和附加在它身上。因此，劇目的動作遠遠大於昆蟲，都撲在飛行時機翼折疊休息。然而，像昆蟲的主要區域的箔膜組成，雖然在這種情況下，它是一個彈性和適應性強的膜，而不是相對無拉伸，如昆蟲的翅膀。蝙蝠是哺乳動物，屬於翼手的家庭，這意味著“手翼”。該系列分為兩個類群，在Microchiroptera或microbats和Megachiroptera其中包括更大的水果蝙蝠和飛狐。有近1000種蝙蝠在當今世界。
*鳥
鳥類（鳥類）走一步比蝙蝠 - 而不是彈性拉伸膜之間的骨骼元素，它們有許多羽毛，每個形並設有一個數字的功能。這大大增加了一系列幾何超過一名空氣動力學可維持有效的陪襯。雖然鳥類的翅膀有著相似的結構和成分，不同品種已經出現的複雜適應不同的飛行模式：高速或長距離或短，或盤旋起飛給幾個例子。
0 comments