蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)

生命诞生于海洋,而后登陆陆地,最后一部分冲上天空。昆虫是最早征服天空的一类生物,其中蜻蜓的祖先巨脉蜻蜓就曾是昆虫界的翘楚,天空的王者。虽然是随着时间的推移,蜻蜓已经不如祖先那般巨大,但是它们的飞行本领却越来越高超。

蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)插图

蜻蜓被认为是自然界最优秀的飞行者之一,它在飞行方面的表现还让人们想要根据它的飞行研究生物仿生装置,所以蜻蜓的飞行能力到底有多强?接下来我们可以就蜻蜓的几种飞行方式、技巧以及蜻蜓翅膀进行分析。

方式、技巧的多样性

前飞

对于众多会飞行的动物来说前飞是最基本的操作。但是同样作为昆虫,蜻蜓是昆虫中前飞扇动翅膀次数最少的且速度最快的。

它每秒扇动30-50次翅膀,可以在空中进行长时间长距离的飞行还可以随意的加速,其冲刺飞行速度可达40m/s,这简直就是昆虫中的战斗机,这是一般昆虫无法完成的飞行。

前飞过程中,蜻蜓的升力由前后翅的相互作用产生,并且飞行中前后翅存在三种相位,这决定了蜻蜓的匀速飞行和加速飞行。三种相位分别是反相拍动、相差拍动和同相拍动,其中匀速飞行采用的是反相拍动,加速时候的飞行则是相差拍动和同相拍动。

而根据前后翅的相位差,蜻蜓有时候在前飞时又能突然改变自身飞行状态进行后飞,而这就要有个中间环节——悬停。

蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)插图1

悬停

前飞已经表现出蜻蜓在飞行方面卓越于其它昆虫,但是这对于蜻蜓来说不过是基础操作,蜻蜓飞行中更为厉害的是它会水平悬停飞行。

蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)插图2

悬停飞行是蜻蜓独特的飞行特性,它在悬停时身体几乎保持水平,飞行的升力由翅膀下拍产生。这与一般昆虫想要悬停有很大的的差别,一般昆虫要悬停通常身体会呈竖直状态,而后靠翅膀上挥下拍以保持水平。

蜻蜓的悬停依靠了前后翅的相位差来获取升力,一般以后翅1/4周期领先前翅拍动来产生最大的升力,以高升力支撑体重让整个身体保持水平。

在悬停的基础上蜻蜓还会根据所处的环境以及遇到的情况进行自身前后翅相位改变而做到垂直飞行,和后飞。它能够做到几乎垂直向上的飞行也能做到突然的垂直下落,这对于捕食猎物都是非常有效的飞行方式。

蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)插图3

滑翔

前飞,后飞,悬停,垂直这些都是蜻蜓在飞行上卓越的表现,但是蜻蜓还不满足自己所拥有的的本领,毕竟蜻蜓的翅膀那么大,不能白白浪费,所以蜻蜓还有极其高超的滑翔能力。

蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)插图4

滑翔即意味着不过多的拍动任何翅膀,主要依靠原有的升力和高空展开飞翔。相比其他的昆虫蜻蜓的翅膀拥有更大的展弦比。(展弦比即机翼翼展和平均几何弦之比,常用以下公式表示:AR=λ=l/b=l^2/S)

蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)插图5

所以蜻蜓比别的昆虫更有优势进行滑翔,事实也是如此,蜻蜓挥动一次翅膀就会进行一段较长的滑翔,滑翔可以减少蜻蜓拍翅的次数从而避免蜻蜓因过多的拍翅运动导致身体热量过高。

在拥有多种飞行方式和技巧后,蜻蜓坐上了昆虫界优秀飞行员的位置。

它的飞行看似简单仅靠两对翅膀拍动,殊不知里面却有这么多的奥秘:两对翅膀轮流振动是一种不一样的飞行,只振动前翅后翅伸展又是另一种飞行,全部都不振动的时候又可以滑翔,蜻蜓的飞行能力让我们为之感到佩服。

蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)插图6

翅膀的奥秘

飞行的多种方式和技巧是蜻蜓成为优秀飞行员必不可少的因素,但翅膀本身也是蜻蜓成为昆虫界飞行佼佼者不可或缺的一部分。

抗疲劳特性

蜻蜓的翅膀很薄很轻,看着很容易被撕破,但其实它的翅膀具有非常好的韧性、承载力以及稳定性

蜻蜓翅膀拥有很好的抗疲劳特性可供蜻蜓进行几千米的飞行并且抵御飞行途中的气流摩擦,以及变化的应力,这还因为它翅膀上的特殊形状网格能够让它在飞行中起到止裂作用

减颤特性

蜻蜓的翅膀还自带减颤特性,一般来说对于蜻蜓这种拥有畅翅膀的动物来说,太长的翅膀在飞行中更容易产生颤动,这与翅膀接触的气流等都有很大关系,翅膀震颤就会导致翅膀结构受损以及飞行不稳。

但是蜻蜓并没有这些问题产生,蜻蜓的翅膀不仅不会颤动,在飞行时还没有任何声音,这简直就是它自身最完美的设置。

蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)插图7

自清洁特性

自身自完美也怕外界环境的影响,飞机在飞行中还会害怕阴雨大雾的天气,何况蜻蜓常飞行在草地树林等湿润的环境中。飞行在这些环境里就避免不了沾上水滴,灰层等,一旦这些沾上翅膀势必会影响飞行。

蜻蜓的特点和本领(蜻蜓最大的本领是什么)插图8

于是蜻蜓还拥有了自清洁特性,它的翅膀表面有一层像是蜡一样的物质。

这种物质让蜻蜓的翅膀表面能够很好的保持干燥,即使水滴在上面也会很快滚落,而有时候不小心沾上灰层,蜻蜓还可以通过水滴将灰层一起从翅膀清洁,这就有利于蜻蜓减轻体重和阻力更好的进行飞行。

结语:

试问这世间还有哪种昆虫可以做到如此全方位的飞行和拥有如此有利于飞行的翅膀。前后左右上下都难不倒蜻蜓,也难怪人们要根据蜻蜓的飞行研究科学仿生装置,蜻蜓的飞行还有很多秘密我们不得而知,期待某天能够更好地了解蜻蜓飞行的秘密。

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