蜜蜂会飞吗?-昆虫空气动力学

6月6日

BEE-FLYING-TO-THISTLE

一只蜜蜂在蓟上方盘旋

分享

成分

有一个都市神话,“科学”说蜜蜂不会飞,所以我们认为我们应该研究一下。有这样一个故事:一位生物学家和一位瑞士空气动力学家正在吃饭,生物学家请工程师计算出蜜蜂是否会飞。工程师做了一些非常简单的计算,看看蜜蜂是否能以它的速度滑翔,答案是否定的。

蜜蜂显然会飞,你可以用一些非常简单的材料来发现蜜蜂飞行的一些技巧。最明显的一个就是翅膀一直在拍动。

蜜蜂在慢动作飞行
ultraslo.com

如果你仔细观察它的翅膀因为它是灵活的它的角度随着方向的改变而改变。

事实证明,手在水中的流动与蜜蜂翅膀周围的空气流动非常相似,所以你可以用它来模拟正在发生的事情。所以你所需要的只是一只手,一盆水或者一个池塘。

指令

首先试着在水中以一定的角度移动你的手,这很像鸟是如何飞行的。

现在试着用3-4倍于你的手的宽度来短划,感觉有不同吗?

结果

你应该会发现,在长时间的划水中,你能感觉到一些提升,但不是很大。

用手划长桨

如果你用很短的划水,你会发现你得到了额外的提升,尤其是在你改变方向之后。翅膀(手)下的高压经常会产生很大的飞溅和升力。

短距离划水

解释

蜜蜂显然会飞,但工程师的计算是正确的,蜜蜂大小和重量的飞机以蜜蜂的速度飞行是无法滑翔的,它会像石头一样掉下来。

这听起来很傻,但你见过蜜蜂滑翔吗?如果有人试图滑翔,它会直接从天上掉下来。这是因为像空气这样的流体并不总是表现相同。流体会在相同形状的物体周围流动,这取决于流体的惯性,还是它们的粘度(粘稠度)是最重要的。

惯性最重要的流动产生漩涡状的湍流,就像烟从烟囱里出来一样,如果粘度很重要,那么你就会得到平滑缓慢的流动,就像勺子里的糖浆一样。

对于飞机或大型鸟类来说,惯性是最重要的,它们的升力是基于惯性的。对于蜜蜂来说,当粘度开始变得重要时,事情就变得更有趣了。

蜜蜂的技巧

蜜蜂用了一些技巧来避开这个问题。首先,它扇动翅膀,这意味着它们在空中的移动速度比蜜蜂快得多,但这仍然不能产生足够的升力。

蜜蜂的翅膀的角度比飞机的机翼大得多,这使得空气向下偏转了很多,但它产生了一个漩涡(旋转的空气管),产生了一个大的尾流,这需要消耗大量的能量。

普通翼 机翼大迎角
一个传统的机翼试图有一个平稳的气流在它的上方和下方,这是由机翼偏转向下,相等和相反的反作用力推动机翼向上。 在非常大的角度前缘涡可以形成,这不是很有效,但可以产生额外的升力。

蜜蜂使用的另一个把戏是你应该用手注意到的。当它的翅膀改变方向时,它们会碰到原来的尾迹,并将运动空气的一些动量转化为额外的升力,使整个过程更有效率。

静止时的大攻角。 翼扭转
如果你从静止的角度观察机翼周围的气流,你会发现大量的空气是向下移动的,但它也随着机翼移动(因为阻力),形成了尾迹。 当机翼改变方向时,它可以与尾流碰撞,将尾流中的能量转化为额外的升力。

所以蜜蜂能飞,只有非常非常简单的科学说它们不能。

事实上,这与不同种类的鸟如何飞行有关。像天鹅或鹅这样的大鸟飞行非常像飞机,它们只拍打翅膀推动自己前进,升力来自于在空气中移动。随着鸟类变得越来越小,滑翔变得越来越没用,像雨燕和燕子这样的小鸟在不拍打翅膀的时候实际上是折叠翅膀的。像蜂鸟这样很小的鸟飞起来和蜜蜂很像。

评论

添加注释