理论教育 蝙蝠黑夜飞行的科学发现

蝙蝠黑夜飞行的科学发现

时间:2023-08-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:所以蝙蝠是靠着这种促使上升的升力和向前的推力进行飞翔的。蝙蝠要维持向前飞行,必须主动调节在扑击时的翅形及其迎角。蝙蝠就是靠着准确的回声定位和无比柔软的皮膜,在空中盘旋自如,甚至还能运用灵巧的曲线飞行,不断变化发出超声波的方向,以防止昆虫干扰它的信息系统,乘机逃脱的企图。

蝙蝠黑夜飞行的科学发现

67.蝙蝠是怎样在黑夜飞行的

蝙蝠类是唯一真正能够飞翔的兽类,它们虽然没有鸟类那样的羽毛和翅膀,飞行本领也比鸟类差得多,但其前肢十分发达,上臂、前臂、掌骨、指骨都特别长,并由它们支撑起一层薄而多毛的,从指骨末端至肱骨、体侧、后肢及尾巴之间的柔软而坚韧的皮膜,形成蝙蝠独特的飞行器官——翼手。

蝙蝠尖尖的翅尖和向上突起的翅面在上下扑击时,翅上层的气流速度比下层的气流速度大,使翅背的空气产生低压,翅下面的空气产生高压。因此按空气流体力学的原理,蝙蝠在空气中升起,如果要前进,翅的前线与迎面而来的气流形成迎角,由此发生向前的推力。所以蝙蝠是靠着这种促使上升的升力和向前的推力进行飞翔的。这时蝙蝠的翅和身体经受着与前进方向相反的曳力,阻止其在空中前进。但蝙蝠流线形的身体和翅可降低这种曳力,它仅为升力的10%~20%。由于升力的作用方向与翅成直角,翅必须对着气流向前和向下运动。滑翔中,蝙蝠通过调节翅前线的迎角大小,降低本身的高度而前进。振翅飞行中,蝙蝠依靠翅的上下扑击克服曳力而前进和上升。

与曳力和升力有关系的因素有:飞行前进的速度,空气的密度和翅的面积。当升力和曳力比到达10∶1时,蝙蝠气翼的作用发挥得最好。蝙蝠向上隆起的翅使上面的气流很快地流过后,可在翅下方形成涡流,这种涡流的反作用有助于升力和推力的发生。蝙蝠要维持向前飞行,必须主动调节在扑击时的翅形及其迎角。升力和翅运动的方向成直角,并与翅展、飞行速度和气层的涡流强度成正比。气层涡流强度决定于迎角的大小,当迎角增大使背层气流扰乱,前进失速,这时翅有力地向下扑击产生推力,成为飞行中最重要的变化阶段。蝙蝠由指骨形成的框架能改变翅的形状,由此改变翅向背面隆起的程度和前伸的位置,它的这种能力超过鸟类,因此蝙蝠能有机动性很强的慢飞动作,对于它们在空中捕食飞虫非常有利。(www.daowen.com)

昆虫为食的蝙蝠在不同程度上都有回声定位系统,因此有“活雷达”之称。借助这一系统,它们能在完全黑暗的环境中飞行和捕捉食物,在大量干扰下运用回声定位,发出超声波信号而不影响正常的呼吸。它们头部的口鼻部上长着被称作“鼻状叶”的结构,在周围还有很复杂的特殊皮肤皱褶,这是一种奇特的超声波装置,具有发射超声波的功能,能连续不断地发出高频率超声波。如果碰到障碍物或飞舞的昆虫时,这些超声波就能反射回来,然后由它们超凡的大耳廓所接收,使反馈的讯息在它们微细的大脑中进行分析。这种超声波探测灵敏度和分辨力极高,使它们根据回声不仅能判别方向,为自身飞行路线定位,还能辨别不同的昆虫或障碍物,进行有效地回避或追捕。蝙蝠就是靠着准确的回声定位和无比柔软的皮膜,在空中盘旋自如,甚至还能运用灵巧的曲线飞行,不断变化发出超声波的方向,以防止昆虫干扰它的信息系统,乘机逃脱的企图。

蝙蝠类动物的食性相当广泛,有些种类喜爱花蜜、果实,有的喜欢吃鱼、青蛙、昆虫,吸食动物血液,甚至吃其他蝙蝠。一般来说,大蝙蝠类一般以果实或花蜜为食,而大多数小蝙蝠类则以捕食昆虫为主。

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