蜂鸟是怎样飞行并在空中悬停的?
70年前,鸟类学家在野外用高速摄影机拍摄了大量蜂鸟飞行的影片,再用正常速度放映,蜂鸟的飞行动作便被放慢。从这些影片中可以看到,飞行时,蜂鸟的翅膀在身体两侧垂直上下飞速扇动;悬停在空中时,蜂鸟的翅膀每秒扇动54次;在垂直上升、下降或前进时,每秒扇动75次。蜂鸟就是靠翅膀快速扇动飞行和悬停的。根据这些影片,人们一直认为,蜂鸟在盘旋飞翔时,采用的是昆虫的飞行方式。
然而,美国俄勒冈州立大学科学家的一项新的研究表明,蜂鸟的飞行方式兼具昆虫和普通鸟类的特点,这一飞行方式被人类误解了近70年。蜂鸟飞行方式介于昆虫和普通鸟类之间。
俄勒冈州立大学的科学家报告说,他们通过观察蜂鸟飞行时周围气流漩涡变化研究其飞行方式。科学家首先训练蜂鸟在一个固定位置盘旋,同时从装有糖液的注射器中取食,然后在蜂鸟飞行的空间加入由微小橄榄油粒形成的“薄雾”,并用激光射线从各个角度照射蜂鸟周围,每隔1/4秒拍摄两张照片,捕捉油粒的分布形态。从油粒的分布看,蜂鸟在上下拍动翅膀的同时会将身体上抬,翅膀向两边展开。科学家发现,为了获得升力,蜂鸟每次扇动翅膀时都将翅膀部分折叠,使之指向正确的方向,它飞行时翅膀的姿势其实与游泳者踩水时手臂的动作类似,只是频率要快得多。
科学家指出,其他鸟类飞翔时所需的升力全部来自翅膀下扇;昆虫飞翔的升力有一半来自翅膀下扇,另一半则来自翅膀上扇;而蜂鸟飞翔的升力有75%来自翅膀下扇,25%来自翅膀上扇。从空气动力学的角度判断,蜂鸟的飞行方式介于昆虫和普通鸟类之间。
科学家说,这一发现有助于加深人们对鸟类空中盘旋技术进化的理解。蜂鸟虽与昆虫不同宗,但似乎学会使用鸟类的翅膀做出昆虫飞行的动作。鸟翅能伸缩、弯曲和拱起,这是僵硬的昆虫翅膀做不到的。