鸟儿的飞行高度与扇翅膀频率有关系吗?(多图)

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鸟儿的飞行高度与扇翅膀频率有关系吗?(多图)

图片:Gregory

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先赞一下题主的好奇心,不过结论是:没有关系。

=== 振翅频率与哪些因素有关?===

鹰在盘旋时几乎不振翅,麻雀似乎总是十分欢快地扇动翅膀,而蜂鸟的翅膀快到肉眼无法看清。不难猜测,振翅频率与体型有关。

英国鸟类学家 C. J. Pennycuick 给出了振翅频率的公式[1]:

其中,m 为鸟的质量;g 为重力加速度;b 为翼展;S 为翼面积;

 为空气密度。

简单来说,鸟的体重越大,振翅速度越低。

==鸟的体重与飞行高度是否有关?==

举几个例子:

上表中的高度是被观测到的极限高度,与鸟的体重没有必然关系。

另外,“能飞多高”也不代表“平时飞多高”,在哪个高度飞行要看具体情况。

实际上,鹰具有翱翔型鸟类(soaring bird的翱翔本领,它们不需要拍打翅膀就可以持续飞翔。

=== 振翅频率与飞行模式 ===

典型的翱翔型鸟类如:

信天翁(图片来源:Linking behavioural, physiological and demographic responses to climate change

乌燕鸥(Sooty tern

翅膀按形状可分为四大类:

翱翔型翅膀的特点是展弦比(Aspect Ratio)。展弦比是指翼展和翼弦长(气流过翼通过的长度)的比值。高展弦比的翅膀诱导阻力较小,适合长时间飞行。贴一段信天翁的事迹:

信天翁科的鸟可以在海上长时间飞行,它们可以非常有效地利用空气动力的原理在海面上滑翔,有时数小时不必扇一下翅膀。当信天翁能够掌握海面的气流,便可以随便在空中高速翻飞达 2000—3000 米,在 1 小时内可以横越 113 公里的海面。据记载,一只信天翁可以在 12 天内飞行达 5000 公里的旅程。信天翁科的鸟一般只在育幼时上岸,它们甚至可以在海面上睡觉。

鹰一般住在悬崖等高处,蓝天白云风和日丽展开双翼纵身一跃,乘着上升的热气流,不费一丝气力。嗯,天空中最自由的鸟,就是……

鹰在盘旋时伸展翅膀提高展弦比,而在发现猎物向下俯冲时收回翅膀以提高速度和灵活性。

体型较小的鸟类(如麻雀、蜂鸟)对飞行的操控性有着更高的要求,于是装备了需要不断拍动的低展弦比翅膀。

可空中悬停甚至倒退飞行的蜂鸟

===相关内容===

===参考文献===

[1] C. Pennycuick, Wingbeat Frequency of Birds in Steady Cruising Flight: New Data and Improved Predictions J. Exp. Biol. 199 (1996) 1613.

[2] J. Elphick, The Atlas of Bird Migration: Tracing the Great Journeys of the World’s Birds, Struik, 2007.

[3] F.C. Lincoln, Migration of Birds, Government Printing Office, 1999.

[4] M. Klaassen, J.H. Beekman, J. Kontiokorpi, R.J.W. Mulder, B.A. Nolet, Migrating Swans Profit from Favourable Changes in Wind Conditions at Low Altitude J. Ornithol. 145 (2004) 142.

[5] R.C. Laybourne, Collision between a Vulture and an Aircraft at an Altitude of 37,000 Feet Wilson Bull. (1974) 461.

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