审核专家:冉浩
知名科普作家
在蓝天中翱翔是人类长久以来的梦想,早在公元前500年就有人把自己绑在风筝上,试图从天空俯瞰大地。
1783年,人类实现了轻质飞行器载人飞行。1902年,人类又实现了自主供能的重质飞行器载人飞行。从最早设想在空中飞翔到最终实现这个梦想,人类用了2000多年。
1783年法国孟格菲兄弟(Montgolfier brothers) 进行热气球载人实验的绘画 来源丨维基百科
其实在四足动物界,早已有物种先于人类从空中看到了地面的风景。第一次脱离地面,从天空俯瞰世界的是2亿多年前出现在地球上的翼龙。随着物种的不断演化,鸟类和蝙蝠也开始在天空中飞行,而且比起人类来说,它们不需要借助任何工具。
那么,翼龙、鸟类还有蝙蝠都是怎么飞起来的呢?
飞向蓝天的奥秘不管是翼龙、鸟类还是蝙蝠都长着翅膀。翅膀这一结构是它们能够飞行的基础。
根据伯努利原理,在低速的流体中,流速小的地方压强大,流速大的地方压强小。翼龙、鸟类以及蝙蝠起飞时,空气(即流体)一接触翅膀便被翅膀前端切割为上下两部分。由于翅膀存在一定的弧度,所以上下两部分空气在通过翅膀时经过的距离并不相同。
来源|en.wikiversity.org
空气经过翅膀上方的距离长,经过翅膀下方的距离短,而通过时间相等,因此空气在翅膀上方的流速快,在翅膀下方的流速慢,这就导致翅膀上方的压强小于翅膀下方的压强,于是就产生了向上的力,正是依托产生的升力,翼龙、鸟类以及蝙蝠得以脱离地面,飞向天空。
前面解释了翼龙、鸟类、蝙蝠飞行的基本原理,但是在实际飞行过程中,三者的飞行方式存在着一些差异。
来源|互动科普
翼龙的翅膀(通常我们称之为翼膜)仅由一根伸长的手指支撑,这种结构决定了翼龙无法像鸟类那样高速飞行。