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1 # 老何157501439
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2 # 航空視界
目前的飛行器中大部分是採用機翼產生升力來飛行,這個是與蒼蠅有很大的不同,蒼蠅的飛行是透過其翅膀的振動來產生升力,蒼蠅翅膀的振動頻率相當的高。蒼蠅等一類昆蟲具備的能力比人類的歷史還要長,由於蒼蠅本身的重量很小,加上振翅的頻率很高所以可以讓蒼蠅飛起來。
人來歷史上曾經向鳥類和昆蟲等機型模仿設計出了一些飛行裝置,不過無一例外都失敗了,這是由於人類的力量和比例無法實現蒼蠅的飛航模式。隨著科技的進步目前的發動機技術已經有了很大的提高,包括美國的F-35閃電II戰鬥機的F135發動機具備190千牛的推力,使用這些發動機可以實現F-35B之列的戰鬥機實現懸停和垂直起降等動作。但是仍然無法做到和蒼蠅一樣動作靈敏。
實際上人類設計的飛行器和蒼蠅的本質區別在於動力與本身質量的區別,專業詞彙叫做推重比,如果極大的提高推重比就可以實現類似蒼蠅的瞬間飛行狀態,什麼懸停垂直起降等都不在話下。但是這類飛行器的實際作用不明顯而且成本太高,所以也沒有人去研究。
目前在一些小型的飛行器包括一些模型之類機動效能很強,這個就是得益於輕便和強勁的發動機,俗話說只要發動機好板磚都能飛起來,也就是這個道理。
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3 # 航小北的日常科普
蒼蠅在飛行的時候確實是可以做現代人類飛行器做不到的動作,這主要是因為現在的飛行器大小跟蒼蠅不一樣。
相同的結構,大小不一樣,其力學效能完全是兩回事。我就舉個最簡單的例子:你把手機鋼化膜從1米的高度鬆手放下來,手機膜掉到地上沒什麼事情。但是你如果把這行鋼化膜用一樣的材料做成十倍大的鋼化玻璃板【長寬高都放大十倍】,然後從十米的高度放下來,基本上就是摔個粉碎了。
這個東西就叫衝擊力學,相同材料的物體如果大小不同,那麼在做加減速或者機動動作的時候,更大的結構會更加容易壞。蒼蠅本身身體的強度實際上是非常低的,我查到的昆蟲的外殼材料——甲殼素的強度不過才100-200MPa,而鋼鐵的強度可以高達1000-2000MPa,幾乎是昆蟲的十倍。
所以相對於鋼鐵來說,生物材料的強度根本就不值一提,但是即便是如此高強度的材料,巨大的飛機在做機動時受到的可怕的慣性載荷,這些材料也承受不住。但是我們可以反過來說,得虧我們有如此先進的材料,才能夠讓飛行成為可能,如果蒼蠅有戰鬥機那麼大,不要說做高強度的機動飛行了,可能蒼蠅自身就會因為強度不足被其龐大地體重壓扁。
另外,從氣動的角度上說現代主流地固定翼飛行器因為需要依靠機翼與氣流之間的相對運動來實現運動控制,所以機動性肯定不能跟撲打翅膀的蒼蠅來比較。固定翼飛機是需要氣流跟機翼之間的相互作用來控制飛機改變姿態的,所以很難做高強度的機動,不然很容易出現“失速”,造成飛機的事故。雖然裝備了向量噴管之後會改善固定翼飛機的機動性,但是還是不能跟撲翼的蒼蠅相比較。不過相比較之下,直升機可以做的更好一些。
而綜合了“個頭小”和“旋翼”兩個優點,現在的直升機航模因為個頭比較小已經可以做非常驚險的特技飛行動作了,其機動性已經不比蒼蠅差了。如下圖所示,就是直升機航模在快速地做翻轉和急速拉昇,靈活性非常強大。
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空氣動力學的根本方向不同,現代飛機是利用空氣流體力學的原理,所以飛機的飛行必須要求空氣與飛行器之間有相對流速才能飛起來,而蒼蠅卻不是這樣的。