苍蝇的“飞行秘籍”

    苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，许多人认为令人望而生厌的苍蝇无论如何也不能与现代科学技术事业联系起来，但仿生学却把它们紧紧地联系在一起了。

    苍蝇的翅膀后面有一对楫翅，飞行时每秒振动频率330次，可以自如地做各种形式的飞行并保持航向不变。它的飞行技巧，连目前最先进的飞机也望尘莫及。人们根据苍蝇的这种功能研制出“振动陀螺仪”，并开始设计一种高效能的“蝇式飞机”。

为什么我们能听到苍蝇飞行时嗡嗡的声音？

    人的耳朵可以听到空气的振动，但这振动必须是在20—20000次的范围内，少于或多出这个范围就听不到了，苍蝇每秒翅膀的振动是147—220次，蚊子每秒是594次，所以你可以听到嗡嗡的声音，这是它们在飞行时翅膀振动的声音。

    苍蝇的翅膀振动频率如此之高，就连高速摄影机也很难清晰的捕捉到其飞行的清晰画面。随着仿真模拟的技术不断发展，我们可以用软件来模拟出苍蝇飞行的过程。下面这个视频就展示了苍蝇在飞行过程中翅膀是如何挥动的。

这是用Fluent软件动网格模拟出来的苍蝇飞行迹线图

苍蝇的飞行原理

    苍蝇飞行时，翅的运动包括上下拍击和前后倾折两种基本动作。翅的上下拍击，主要依靠背腹肌和背纵肌的交替收缩所造成。与翅基相连的前上侧肌、后上侧肌的交替收缩，分别拉动翅基的前上侧片和后上侧片，使翅面作前后倾斜活动。翅下拍时，其前缘向下方切入空气；翅上举时，其前缘向上方切入空气。这样，翅上下拍击一次，翅便沿自身的纵轴扭动一次。

    通过仿真模拟软件模拟出的视频中，我们可以更清晰的看到苍蝇在不前进而拍动翅膀时，翅尖成“8”字运动；前进拍动翅膀时，翅尖便造成—系列的开环运动。这个同样是用Fluent软件动网格模拟出来的网格图。

    苍蝇的飞行是翅的拍击造成的，翅的拍击要有足够的频率和幅度，翅拍击造成的气流所产生的空气动力，可分成向前的推力，促成虫体前进，和向上的升力，以抵消虫体的重力，使虫体能漂浮在空气中。翅的拍击和转动，将空气推向后方和下方，使苍蝇能在空中漂浮前进。苍蝇能改变翅拍击的斜度、幅度或频率，以便在飞行中转弯、倒退或停在空中。

为什么苍蝇能在危机时刻快速脱险？

    每个人可能都有打苍蝇的经历，往往是苍蝇拍还没挥到，它早已飞离了这块“是非之地”了。苍蝇是怎样做到的呢？

    科学家研究后发现，原来是翅楫在起作用。翅楫位于苍蝇的后翅位置，是后翅退化后形成的，形状与哑铃有些相似，它能使苍蝇往后“开倒车”，很快飞离“危险区”。它还能为身体导航，保持飞行方向，不致于在原地兜圈子。人们根据这个原理仿制了振动陀螺仪，这种导航仪现在已用于高速飞行的火箭和飞机，使飞机和飞行着的火箭的稳定性提高了。

编辑：liww

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