《生態(tài)和進(jìn)化趨勢》期刊:翼龍化石的生理學(xué)研究有助解決現(xiàn)代飛行技術(shù)界的很多難題


《生態(tài)和進(jìn)化趨勢》期刊:翼龍化石的生理學(xué)研究有助解決現(xiàn)代飛行技術(shù)界的很多難題(Credit: Mark Witton / Emily Willoughby)
(神秘的地球uux.cn報道)據(jù)中國科學(xué)報(馮維維):翼龍是有史以來最大的飛行動物。它們在空中翱翔了1.6億年,和進(jìn)化這比任何現(xiàn)代鳥類都要長得多。刊翼南京玄武外圍高端美女(美女模特)vx《134+8006/5952》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)不過,龍化盡管翼龍是學(xué)研行技飛行的行家里手,它們卻很少得到當(dāng)代仿生學(xué)飛行技術(shù)開發(fā)者的究有決現(xiàn)注意。4月15日發(fā)表在《生態(tài)和進(jìn)化趨勢》期刊上的助解一篇評論指出,針對翼龍化石的代飛的多生理學(xué)研究有助于解決現(xiàn)代飛行技術(shù)界的很多難題,諸如飛行穩(wěn)定性、難題無人機(jī)自動起飛技術(shù)等。生態(tài)勢期石的生理術(shù)界
此前工程師在設(shè)計無人機(jī)和飛機(jī)等飛行器時,和進(jìn)化主要借鑒了現(xiàn)代鳥類和昆蟲的刊翼生理結(jié)構(gòu)和功能,他們大多不會想到去參考那些支離破碎的龍化化石,畢竟后者往往保存得不夠完整。學(xué)研行技本文第一作者、究有決現(xiàn)南京玄武外圍高端美女(美女模特)vx《134+8006/5952》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)英國布里斯托大學(xué)古生物學(xué)家Liz Martin-Silverstone強(qiáng)調(diào),經(jīng)過一番精挑細(xì)選,人們已經(jīng)找到了一些翼龍化石樣本,它們能夠非常詳盡地展現(xiàn)翼龍翅膀的解剖結(jié)構(gòu),而這對于研究翼龍的飛行能力至關(guān)重要。
“有兩三件翼龍化石保存得非常完好,我們可以看到它們翼膜內(nèi)部的不同層次,從而深入了解翼膜的纖維成分。還有一些狀況較好的化石保留著臀部以下翼膜附著的結(jié)構(gòu),這樣一來,即使我們不知道翅膀具體是什么形狀,只要確定了翼膜附著結(jié)構(gòu),就可以對不同翅膀形狀進(jìn)行建模并估測其效率,從而推斷哪些形狀在自然條件下表現(xiàn)最好。”她解釋道。通過對這種遠(yuǎn)古生物進(jìn)行形態(tài)學(xué)和飛行力學(xué)分析,研究者發(fā)現(xiàn)了一些現(xiàn)代生物所不具備的飛行策略。
以起飛方式為例。動物界的標(biāo)準(zhǔn)起飛方式是跳躍式起飛(又稱彈跳起飛),而體形較大的鳥類都需要助跑才能獲得起飛的動力。不過,體重能達(dá)到300公斤的翼龍卻似乎有辦法從靜止?fàn)顟B(tài)下原地起飛。
美國洛杉磯自然歷史博物館恐龍研究所的Mike Habib對翼龍的起飛方式提出了一個假說:借助翼膜和翅膀上的強(qiáng)勁肌肉,翼龍可以通過肘部和腕部爆發(fā)出的巨大力量,直接起跳到足以起飛的高度。
“如今的飛行器比如無人機(jī),都需要一個平坦的表面才能起飛,而且起飛條件也受到很大限制,但與翼龍起飛相關(guān)的生理學(xué)機(jī)制或許能幫我們解決其中一些問題。”Martin-Silverstone表示。
對于在飛行期間如何保持穩(wěn)定,翼龍也有妙招。風(fēng)帆遇到強(qiáng)風(fēng)時往往會失去穩(wěn)定,發(fā)生抖動,但翼龍卻演化出了防止自己寬大的翅膀遇風(fēng)抖動的策略。“如果我們能了解翼龍的應(yīng)對方法,比如了解其翼膜的實(shí)際結(jié)構(gòu),或許能為解決現(xiàn)代工程學(xué)問題帶來一些啟示。”
Martin-Silverstone指出,如果能把對已滅絕飛行類生物的了解與現(xiàn)存飛行動物的研究結(jié)合起來,一定有助于克服人造飛行器設(shè)計中的疑難問題。“我們認(rèn)為,生物學(xué)家和工程師在嘗試解決飛行相關(guān)問題時,不妨向古生物學(xué)家問計,因?yàn)榇鸢富蛟S就在那些已經(jīng)滅絕的物種身上。如果我們的視野局限于當(dāng)今現(xiàn)存的動物,無疑就放棄了各式各樣的豐富靈感。”她說。
相關(guān)論文信息:http://dx.doi.org/10.1016/j.tree.2020.03.005
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