「动力学」昆虫飞行的谜团，蜜蜂为什么不遵守空气动力学它也能飞上天( 二 )
为了更详尽地揭示蜜蜂等昆虫的飞行奥秘 ， 亨廷顿教授团队花费近一年的时间 ， 制作出一只个头稍大些的机械天蛾 ， 它具有用微型电池提供动力的翅膀 ， 扇动力度和角度与真正的天蛾基本相同 。 研究人员把它放进风穴中 ， 然后用超高速摄像机拍下它飞行时翅膀表面烟雾移动的三维画面 。 一些未知细节让大家眼前一亮——娥和蜜蜂等昆虫在起飞时 ， 它们翅膀的前缘处会产生一个急转的螺旋形气团 ， 正是这个气团给了它们一种额外的升力 。
仔细观看三维影像画面后 ， 研究人员发现当昆虫向下振动翅膀时 ， 气流上升到翅膀以上 ， 并在整个翅膀前缘部位形成一串圆筒状气旋 。 这个气旋是个圆锥形螺旋 ， 翅膀根部的螺旋很小 ， 越到翅尖 ， 螺旋越大 。
整个气旋与翅膀前缘保持水平 ， 并紧贴前缘 。 从翅根到翅尖 ， 这个气旋强度逐渐减弱、消失 ， 接着被另一个新产生的气旋所取代 。 气旋移至翅尖后又延伸到昆虫的尾部 ， 循环往复 ， 这样一来 ， 两个翅膀振动所产生的气旋就构成了一个环形 。 昆虫每振翅一次 ， 就在双翼前缘处形成一个气旋 ， 然后又冲出这个气旋 。 此时它翅膀处在气团包裹中 ， 但翅膀的下一次振动所形成的气旋却再次为它提供升空的动力 。
亨廷顿教授兴奋地说 ， 飞行试验证明 ， 这个气旋在昆虫的翅膀上空造成了一个低压区 ， 在周围高压的推动下 ， 处在低压区中心的翅膀就会被吸引上升 。 每个低压区都会被周围的高压区所托起 ， 使处在低压区的昆虫获得上升的力 。
以前 ， 空气动力学家怀疑昆虫振动翅膀产生的前缘气旋可以获得足够上升的力量 ， 那是因为他们没有看到这个气旋的细节 ， 而过于保守了 。
亨廷顿团队的发现获得了学界权威的首肯 ， 他们认为这一发现的重要意义在于第一次证实昆虫翅膀前缘处的气旋是螺旋状的 ， 呈圆锥形由翅根向翅尖推进 。 这种移动方式使整个气旋保持稳定 ， 推迟了气旋与翅膀相分离 ， 使气旋尽可能长时间地给昆虫提供上升的推力 。
在揭示神秘气旋之前 ， 亨廷顿还阐释了为什么昆虫长时间飞行却不会疲劳的奥秘 。 原来 ， 绝大多数昆虫都在胸部长有8至10对气门 ， 也称呼吸口 。 它们虽然没有肺 ， 无需通过血红蛋白 ， 却可以直接将氧气输送给肌肉 ， 这种供给效率竟然是人类的30万倍 。 所以 ， 它们可以长时间并轻松地扇动翅膀 。
姿态控制尚未知小昆虫的确蕴含着大秘密 。 亨廷顿及圈内专家都清楚 ， 了解了气旋与肌肉供氧还只是初步阶段 ， 昆虫飞行还有诸多奥秘有待探索 。 比如 ， 科学家还不能解释昆虫在空中是如何控制身姿的 ， 因为它们不会静止停留在空中 。 还有 ， 它们是怎样应对风向和风速变化的？而要了解昆虫是怎样控制和顺应这些外力条件的 ， 无疑是十分复杂艰难的事 。 亨廷顿多次坦率地表示 ， 这显然不是一两代人能解决的 ， 这既需要多学科的联合 ， 更需要主流科学的发展 。
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