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第450章 仿生学的妙用,炼器堂的无奈

御气长生 梦寻春叶 2087 2024-05-30 12:45

  其实,飞机的机翼一开始就是仿照飞禽的翅膀来做的……

   可以说,仿生学是连接生物与技术的桥梁。

   自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。

   种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展。

   劳动创造了人类。

   人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。

   因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。

   人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。

   鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。

   通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。

   鸟儿展翅可在空中自由飞翔。

   据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。

   然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中,因此有人设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。

   以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生学的先驱,也是仿生学的萌芽。

   人们对于昆虫行为为时过晚的研究。

   在利奥那多?达?芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。

   由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。

   当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。

   飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。

   就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。

   生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。

   实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可以避免长期的探索和人员的牺牲了。

   面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感!

   仿生学是一门既古老又年轻的学科。

   人们研究生物体的结构与功能工作的原理,并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技,创造出适用于生产,学习和生活的先进技术。

   早在地球上出现人类之前,各种生物已在大自然中生活了亿万年,在它们为生存而斗争的长期进化中,获得了与大自然相适应的能力。生物学的研究可以说明,生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制,使它们具备了适应内外环境变化的能力。

   生物界具有许多卓有成效的本领。

   如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别、导航、定向计算和综合等,显示出许多机器所不可比拟的优越之处。

   生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性实在令人惊叹不已。

   比如,蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,并利用气流产生的涡流来使自己上升。

   蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飞行,还能向后和左右两侧飞行,其向前飞行速度可达72km/小时。

   此外,蜻蜒的飞行行为简单,仅靠两对翅膀不停地拍打。

   科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。

   飞机在高速飞行时,常会引起剧烈振动,甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。

   蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙,于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤,解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。

   天地良心啊,韩啸一开始真的是想给九头金蛇这些战兽们打造出一双双法器翅膀,让它们也可以飞行,从“陆军”一举变成可以飞的“空军”的。

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