根據(jù)英國《自然》雜志近日發(fā)表的動物學論文,科學家們發(fā)現(xiàn),鳥類飛行可能同時具備內(nèi)在的穩(wěn)定和不穩(wěn)定,這項發(fā)現(xiàn)與認為鳥類飛行是從穩(wěn)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。
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(fā)現(xiàn)這些變化對重心位置影響很小。其中有17種鳥類能夠在穩(wěn)定和不穩(wěn)定飛行之間轉換。
盡管此前研究表明現(xiàn)代鳥類或可穩(wěn)定飛行,但人們多認為鳥類演化成俯仰(沿翼—翼軸旋轉)不穩(wěn)以加強機動性。這次研究呈現(xiàn)了一個新的方向:演化壓力或維持了在穩(wěn)定和不穩(wěn)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(fā)數(shù)學理論的人找到了缺失環(huán)節(jié)。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。