機翼曲線與鳥類。1800年左右,英國科學家、空氣動力學的創始人之一凱利,模仿山鷸的紡錘形,找到阻力小的流線型結構。凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線,對航空技術的誕生起了很大的促進作用。同一時期,法國生理學家馬雷,對鳥的飛行進行了仔細的研究,在他的著作《動物的機器》一書中,介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關係。德華人亥姆霍茲也從研究飛行動物中,發現飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的侷限。人們透過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿,根據鳥類飛行機構的原理,終於製造了能夠載人飛行的滑翔機。
雷達導航與蝙蝠。蝙蝠是在夜裡飛行的,還能捕捉飛蛾和蚊子;而且無論怎麼飛,從來沒見過它跟什麼東西相撞。為了弄清楚這個問題,100多年前,科學家做了三次不同的試驗證明,蝙蝠夜裡飛行,靠的不是眼睛,它是用嘴和耳朵配合起來探路的。它能夠用嘴發出超聲波後,在超聲波接觸到障礙物反射回來時,用雙耳接收到。科學家模仿蝙蝠探路的方法,給飛機裝上了雷達。雷達透過天線發出無線電波,無線電波遇到障礙物就反射回來,顯示在熒光屏上。駕駛員從雷達的熒光屏上,能夠看清楚前方有沒有障礙物,所以飛機在夜裡飛行也十分安全。
翼尖小翼與鷹隼。飛機在飛行中由於上下壓差的不同,翼尖附近機翼下表面空氣會繞流到上表面,形成翼尖渦,致使翼尖附近區域機翼上下表面的壓差降低,從而導致這一區域產生的升力降低。這是產生誘導阻力的根源。人們透過長期觀察自然界大型鳥類,比如鷹和隼,發現它們在飛行中展開翅膀向上偏折翅尖羽毛以減小阻力,從而實現遠距離滑翔。受此啟發,有專家提出在翼尖加裝短板來減小誘導阻力的想法。後來,設計師們不斷研究,發明了翼尖小翼,並將其安裝在運輸飛機上,以減小飛機的阻力。
機身蒙皮與蒙古弓。飛機的機身是由蒙皮包裹的,然後再將受力傳遞到翼梁和翼肋。同時,蒙皮的完整性也影響著飛機整體的氣動效能。因此,蒙皮的強度關係到整架飛機的結構安全。數百年前蒙古鐵騎的戰弓引起了設計師們的興趣。為適應馬上作戰,蒙古弓要做的短小,但又要保證弓的強度。聰明的古人採用了複合材料的方法,他們用水牛角和鹿腱來加強弓的強度。設計師們由此獲得啟發,將玻璃纖維與鋁合金相結合,完成了適應現代大飛機要求的複合材料。
機翼震顫與蜻蜓。飛機在高速飛行的時候,機翼會發生顫振現象。也就是說,飛機的翅膀會不由自主地振動,這種有害的振動可能造成翼折人亡的慘劇。被譽為昆蟲裡“飛行之王”的蜻蜓,它在振翅飛行時,也會遇到有害的顫振現象。但是,神奇的造物者賦予了它們消除這種現象的方法。蜻蜓每一片翅膀前緣的上方,都有一塊加厚的深色角質層或稱色素斑,叫翅痣。這就是它們消除顫振隱患的特殊裝置。科學家虛心向蜻蜓學習,在飛機機翼前端的邊緣,像打補丁一樣,安裝了一塊長方形的金屬板,稱為抗震顫裝置。昆蟲的小技巧,幫助人類解決了大問題。
機翼表面與海鳥。海鳥可以透過喙部察覺出空氣中的陣風荷載量(Gust Load),並透過調節翅膀的形狀抑制升力。運用此原理,新型的空客A350 XWB透過安裝在機頭的探測器可以檢測風力並利用其可移動的機翼表面提高飛行效率。此設計可以進一步節能減排。
飛機塗料與鯊魚皮。自適應表面的設計與開發是飛機設計具備顯著環境適應性的領域,要從自然界尋找靈感。今天的民用客機,40%的阻力可歸結於湍流邊界層。連續的自適應表面可以破壞這層湍流然後消除蒙皮摩擦阻力。拉條(飛機表面順氣流方向的一行小溝)可以減少4-7%的蒙皮摩擦力。但是拉條很容易損壞,所以是個重大工程問題。不過,德國弗勞恩霍夫研究所設計了一種塗料,模仿鯊魚皮並加入了類似拉條的小溝,可以用蠟紙版作為飛機最外側塗層。該塗料包含奈米件,保證它可以抵擋紫外線而改變溫度。研究所表示該塗料應用到飛機上可以每年節省448萬噸燃油。
機翼曲線與鳥類。1800年左右,英國科學家、空氣動力學的創始人之一凱利,模仿山鷸的紡錘形,找到阻力小的流線型結構。凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線,對航空技術的誕生起了很大的促進作用。同一時期,法國生理學家馬雷,對鳥的飛行進行了仔細的研究,在他的著作《動物的機器》一書中,介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關係。德華人亥姆霍茲也從研究飛行動物中,發現飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的侷限。人們透過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿,根據鳥類飛行機構的原理,終於製造了能夠載人飛行的滑翔機。
雷達導航與蝙蝠。蝙蝠是在夜裡飛行的,還能捕捉飛蛾和蚊子;而且無論怎麼飛,從來沒見過它跟什麼東西相撞。為了弄清楚這個問題,100多年前,科學家做了三次不同的試驗證明,蝙蝠夜裡飛行,靠的不是眼睛,它是用嘴和耳朵配合起來探路的。它能夠用嘴發出超聲波後,在超聲波接觸到障礙物反射回來時,用雙耳接收到。科學家模仿蝙蝠探路的方法,給飛機裝上了雷達。雷達透過天線發出無線電波,無線電波遇到障礙物就反射回來,顯示在熒光屏上。駕駛員從雷達的熒光屏上,能夠看清楚前方有沒有障礙物,所以飛機在夜裡飛行也十分安全。
翼尖小翼與鷹隼。飛機在飛行中由於上下壓差的不同,翼尖附近機翼下表面空氣會繞流到上表面,形成翼尖渦,致使翼尖附近區域機翼上下表面的壓差降低,從而導致這一區域產生的升力降低。這是產生誘導阻力的根源。人們透過長期觀察自然界大型鳥類,比如鷹和隼,發現它們在飛行中展開翅膀向上偏折翅尖羽毛以減小阻力,從而實現遠距離滑翔。受此啟發,有專家提出在翼尖加裝短板來減小誘導阻力的想法。後來,設計師們不斷研究,發明了翼尖小翼,並將其安裝在運輸飛機上,以減小飛機的阻力。
機身蒙皮與蒙古弓。飛機的機身是由蒙皮包裹的,然後再將受力傳遞到翼梁和翼肋。同時,蒙皮的完整性也影響著飛機整體的氣動效能。因此,蒙皮的強度關係到整架飛機的結構安全。數百年前蒙古鐵騎的戰弓引起了設計師們的興趣。為適應馬上作戰,蒙古弓要做的短小,但又要保證弓的強度。聰明的古人採用了複合材料的方法,他們用水牛角和鹿腱來加強弓的強度。設計師們由此獲得啟發,將玻璃纖維與鋁合金相結合,完成了適應現代大飛機要求的複合材料。
機翼震顫與蜻蜓。飛機在高速飛行的時候,機翼會發生顫振現象。也就是說,飛機的翅膀會不由自主地振動,這種有害的振動可能造成翼折人亡的慘劇。被譽為昆蟲裡“飛行之王”的蜻蜓,它在振翅飛行時,也會遇到有害的顫振現象。但是,神奇的造物者賦予了它們消除這種現象的方法。蜻蜓每一片翅膀前緣的上方,都有一塊加厚的深色角質層或稱色素斑,叫翅痣。這就是它們消除顫振隱患的特殊裝置。科學家虛心向蜻蜓學習,在飛機機翼前端的邊緣,像打補丁一樣,安裝了一塊長方形的金屬板,稱為抗震顫裝置。昆蟲的小技巧,幫助人類解決了大問題。
機翼表面與海鳥。海鳥可以透過喙部察覺出空氣中的陣風荷載量(Gust Load),並透過調節翅膀的形狀抑制升力。運用此原理,新型的空客A350 XWB透過安裝在機頭的探測器可以檢測風力並利用其可移動的機翼表面提高飛行效率。此設計可以進一步節能減排。
飛機塗料與鯊魚皮。自適應表面的設計與開發是飛機設計具備顯著環境適應性的領域,要從自然界尋找靈感。今天的民用客機,40%的阻力可歸結於湍流邊界層。連續的自適應表面可以破壞這層湍流然後消除蒙皮摩擦阻力。拉條(飛機表面順氣流方向的一行小溝)可以減少4-7%的蒙皮摩擦力。但是拉條很容易損壞,所以是個重大工程問題。不過,德國弗勞恩霍夫研究所設計了一種塗料,模仿鯊魚皮並加入了類似拉條的小溝,可以用蠟紙版作為飛機最外側塗層。該塗料包含奈米件,保證它可以抵擋紫外線而改變溫度。研究所表示該塗料應用到飛機上可以每年節省448萬噸燃油。