鸟类是人类实现飞行梦的“老师”？

几个世纪以来，人们一直对鸟类飞行着迷，但鸟类究竟如何在空中如此敏捷仍然是个谜。9月5日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究，使用建模和空气动力学来描述海鸥如何改变翅膀的形状，以控制它们对阵风或其他干扰的反应。研究结果可能适用于无人驾驶飞行器或其他飞行器。

鸟类很容易进行具有挑战性的机动，而且它们具有适应性，那么它们的飞行究竟是什么对在未来的飞机中实施最有用？

在获得机械工程学士学位后，哈维开始在不列颠哥伦比亚大学攻读动物学硕士学位，开始研究海鸥。

海鸥很常见，也很容易找到，它们真的是令人印象深刻的滑翔机。

研究人员之前分析了 22 种鸟类的飞行动力学。虽然以前的研究倾向于关注空气动力学，空气如何在鸟类周围移动，但哈维开发了描述鸟类惯性特性的方程，例如重心和中性点，其中空气动力可以一致地建模为点力。

飞机通常设计为稳定或不稳定。稳定的飞机在受到干扰时往往会恢复稳定飞行。例如，这在客机中是可取的，但对于喷气式战斗机则不是。高度机动的飞机被设计成不稳定的。

在他们的Nature论文中，Harvey 及其同事表明，几乎所有研究的鸟类都能够稳定和不稳定地飞行，并利用机翼运动在这些模式之间切换。

三种鸥翼风洞模型。通过将空气动力学研究与惯性力建模相结合。

这项新研究以这项工作为基础，将使用风洞中海鸥和海鸥翅膀的 3D 打印模型的空气动力学研究与惯性力的计算机建模结合起来，以了解海鸥如何沿其长轴（下降或上升）实现稳定性。

他们发现，海鸥可以通过调整手腕和肘关节以及改变翅膀的形状，来调整它们对该轴的扰动的反应。该团队能够预测海鸥的飞行质量以及它们从阵风等扰动中恢复的速度。该反应时间还可以深入了解鸟类的“可控范围”以及将鸟类飞行动力学应用于飞机。

飞行质量分析的问题是：如果你建造一架完全像海鸥一样的飞机，人类是否能够驾驶它？

随着无人驾驶飞行器或无人机的使用越来越广泛，它们需要能够在复杂的城市环境中导航，而鸟类非常擅长这一点。对鸟类飞行的更深入了解可以帮助改进无人机的各种用途设计。