科技日報記者 張夢然
根據英國《自然》雜志近日發表的動物學論文，科學家們發現，鳥類飛行可能同時具備內在的穩定和不穩定，這項發現與認為鳥類飛行是從穩定性演化到改善機動性的常見假設相悖，研究揭示了飛行的演化，為飛行機動性的理論模型奠定了基礎。
帶魚狗（一種鳥名，研究中的樣本之一）俯沖姿勢下，對其翅膀進行慣量特征估計。棋盤狀圖案的點代表重心，黑色方塊代表中心點。該圖為研究詮釋示意圖。圖片來自：賈絲敏·王/《自然》在線版
鳥類能使翅膀變形，以完成一些非凡的空中動作，但這種急速改變動作的動力學尚不清楚。
為了更深入理解鳥類飛行的動力學機制，美國密歇根大學研究人員克里斯蒂娜·哈維及其研究團隊，分析了22種鳥類的翅膀變形能力。翅膀變形讓鳥類能改變其滾轉和偏航慣量（跨縱軸和豎軸的旋轉），但他們發現這些變化對重心位置影響很小。其中有17種鳥類能夠在穩定和不穩定飛行之間轉換。
盡管此前研究表明現代鳥類或可穩定飛行，但人們多認為鳥類演化成俯仰（沿翼—翼軸旋轉）不穩以加強機動性。這次研究呈現了一個新的方向：演化壓力或維持了在穩定和不穩定配置間轉換的能力。
該研究還為那些希望為鳥類飛行機動性開發數學理論的人找到了缺失環節。目前有一種類似理論可用于飛行器，但沒有這項研究提供的對慣量性質的詳細理解，它無法應用于鳥類。
圖：帶魚狗（研究中的樣本之一）俯沖姿勢下用于估計慣量特征的簡化翅膀部件。棋盤狀圖案的點代表重心，黑色方塊代表中心點，該圖為研究界藝術化詮釋。
圖片來自：賈絲敏·王/《自然》在線版
關鍵詞： 理論模型
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