摘要:本文主要探究鸟类的基本飞行原理,并对具体飞行状况进行分析。通过对鸟类结构姿态的分析,结合空气动学原理来了解鸟类如何飞翔。
关键词:鸟类、飞翔、身体结构、空气动力学原理、牛顿第三定律、伯努利原理。
一、引言
自古以来,人们对天空就充满无限瑕想,现在的飞机更是让我们每一个人都有遨游天空的可能,而飞机的原型就是鸟类;初中我们简单学习过伯努利原理,知道是机翼的特殊形状给了飞机上升的力,并由螺旋桨给飞机向前飞的动力,而鸟类没有螺旋浆是怎样在空中自由飞翔的呢?
二、身体结构
关于鸟类身体结构我将从骨骼结构、肌肉系统、呼吸系统、整体外形来阐述鸟类飞行的优越性。
1、骨骼结构:会飞行的鸟类骨骼轻且硬, 骨片较薄,且在长骨内有空 气,大大减小了鸟类的飞行 负担,有利于飞行。
2、肌肉系统:鸟类胸肌极其发达,其重量 约占体重的五分之一,有助 于鸟类在飞行过程中持续挥 动翅膀。
3.呼吸系统:小学的时候大家也许就接触过 鸟类的双重呼吸,鸟类体内有 一种叫气囊的结构,它在飞行 过程中与肺配合进行双重呼 吸,提高了鸟类呼吸效率,从 而使鸟类适应高海拔飞行。
4.整体外形:鸟类的整体外形呈流线型,配 合羽毛使鸟类在飞行过程中的 阻力大大降低,减小了飞行负 担,有利于飞行。
三、空气动力学原理
鸟类飞行原理主要是基于伯努利原理和牛顿第三定律,鸟类翅膀呈前缘厚、后缘薄的结构外形,在鸟类挥动翅膀时翅膀上方空气流速大于下方空气流速,根据伯努利原理流速快的地方压强小可得鸟类翅膀下方的压强更大,从而使得空气给了鸟类一个上升的力,而鸟类飞行过程中会调整翅膀的角度,根据牛顿第三定律,力的作用是相互的,则鸟类飞行过程中调整翅膀角度时空气的反作用力方向不同导致鸟类飞行方向改变。
四、鸟类空中盘旋分析
首先乌类依靠伯努利原理飞向空中,而鸟类在空中盘旋时很少挥动翅膀,是因为鸟类通常会利用上升气流使自己停留在空中;我们可以将鸟类在空中的盘旋看作圆周运动,那么鸟类飞行时应具有向心力,平时看鸟类在空中盘旋时常是肚皮外翻,其实就是通过类似方法调整角度从而使鸟类完成空中盘旋的飞行状态。
五、结论
鸟类独特的身体结构和与空气动力学原理相匹配的飞行动作、姿态使其能够在空中自由飞翔,鸟类飞行作为一个复杂的生物力学过程,其中的奥秘还有待开发,从而助力人类社会不断进步。