【簡(jiǎn)介:】 約在公元1800年,氣體動(dòng)力學(xué)創(chuàng)始人之一的英國(guó)科學(xué)家凱利,曾深入地研究過飛行動(dòng)物的形態(tài),尋找最具流線型的結(jié)構(gòu)。他模仿鳥翼設(shè)計(jì)了一種機(jī)翼曲線,與現(xiàn)代飛機(jī)機(jī)翼截面曲線幾乎完
約在公元1800年,氣體動(dòng)力學(xué)創(chuàng)始人之一的英國(guó)科學(xué)家凱利,曾深入地研究過飛行動(dòng)物的形態(tài),尋找最具流線型的結(jié)構(gòu)。他模仿鳥翼設(shè)計(jì)了一種機(jī)翼曲線,與現(xiàn)代飛機(jī)機(jī)翼截面曲線幾乎完全相同。法國(guó)生理學(xué)家馬雷曾寫過一本研究鳥類飛行的《動(dòng)物的機(jī)器》的書,介紹了鳥的體重與翅膀負(fù)荷(即單位翅膀面積所負(fù)的重量)的知識(shí)。后來,俄國(guó)科學(xué)家茹可夫斯基在研究鳥類飛行的基礎(chǔ)上,提出了航空動(dòng)力學(xué)的理論,正是通過對(duì)鳥類的一系列的研究,終于找到了人類上天的關(guān)鍵所在。在人們模仿鳥類翅膀,采用大功率輕便發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳之后,美國(guó)萊特兄弟終于在1903年發(fā)明了飛機(jī),實(shí)現(xiàn)了人類夢(mèng)寐以求的飛上天空的愿望?! ‖F(xiàn)代航空技術(shù)飛速發(fā)展,先進(jìn)的飛機(jī)時(shí)速可達(dá)3700公里,但飛機(jī)的飛行本領(lǐng)有許多方面不及飛鳥。有一種“軍艦鳥”,它的翅膀骨骼僅有100克重,而兩翅展開卻有2米多長(zhǎng),因此,它飛行時(shí)消耗的能量和動(dòng)力非常少。比“軍艦鳥”更節(jié)省“燃料”的是一種叫作金色鷸的小鳥,它從加拿大越海連續(xù)飛到南美洲,行程3900公里,而體重只減輕60克?,F(xiàn)代航空技術(shù)若能趕上這種效率,那么一架輕型飛機(jī)飛行30公里,只需耗用0.5升汽油,僅相當(dāng)于目前用量的1/9。 “軍艦鳥” 在西印度洋群島上的蜂鳥,身長(zhǎng)不過5厘米左右。就是這種小鳥,竟會(huì)做現(xiàn)有的任何飛機(jī)都做不到的各種機(jī)動(dòng)靈活的飛行:向上高飛升至2000米的高空接著垂直下降,陡然起飛,掉頭飛行,向后退著飛以及懸??罩械取H绻坏┌阉娘w行奧秘破譯出來,對(duì)改善飛機(jī)性能將有寶貴的借鑒作用?! ▲B類的飛行,還有其他許多優(yōu)異特性是現(xiàn)代化飛機(jī)所不具備的??梢詷酚^地預(yù)測(cè),繼續(xù)深入地研究鳥的飛行并從中得到有益的啟示,一定可以進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有飛機(jī)的性能,給未來新型飛機(jī)的設(shè)計(jì)增添異彩。
自古以來,自然界就是人類各種科學(xué)技術(shù)原理及重大發(fā)明的源泉。生物界有著種類繁多的動(dòng)植物及物質(zhì)存在,它們?cè)诼L(zhǎng)的進(jìn)化過程中,為了求得生存與發(fā)展,逐漸具備了適應(yīng)自然界變化的本領(lǐng)。人類生活在自然界中,與周圍的生物作“鄰居”,這些生物各種各樣的奇異本領(lǐng),吸引著人們?nèi)ハ胂蠛湍7?。人類運(yùn)用其觀察、思維和設(shè)計(jì)能力,開始了對(duì)生物的模仿,并通過創(chuàng)造性的勞動(dòng),制造出簡(jiǎn)單的工具,增強(qiáng)了自己與自然界斗爭(zhēng)的本領(lǐng)和能力。 人類最初使用的工具——木棒和石斧,無疑是使用的天然木棒和天然石塊;骨針的使用,無疑是魚刺的模仿……所有這些工具的創(chuàng)造、生活方式的選擇都不能說是人類憑空想象出來的,只能說是對(duì)自然中存在的物質(zhì)及某種構(gòu)成方式的直接模擬,是人類初級(jí)創(chuàng)造階段,也可以說是仿生設(shè)計(jì)的起源和雛形,它們雖然是比較粗糙的、表面的,但卻是我們今天得以發(fā)展的基礎(chǔ)。 在我國(guó),早就有著模仿生物的事例。相傳在公元前三千多年,我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營(yíng)巢,以防御猛獸的傷害;四千多年前,我們的祖先“見飛蓬轉(zhuǎn)而知為車”,即見到隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)的飛蓬草而發(fā)明輪子,做有裝成輪子的車。古代廟宇中大殿之前的山門的建造,就其建筑結(jié)構(gòu)來看,頗有點(diǎn)像大象的架勢(shì),柱子又圓又粗,仿佛像大象的腿。 我國(guó)古代勤勞勇敢的勞動(dòng)人民對(duì)于絢麗的天空、翱翔的蒼鷹早就有著各種美妙的幻想。根據(jù)秦漢時(shí)期史書記載,兩千多年前,我國(guó)人民就發(fā)明了風(fēng)箏,并且應(yīng)用于軍事聯(lián)絡(luò)。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代,魯國(guó)匠人魯班,本名公輸般,首先開始研制能飛的木鳥;并且他從一種能劃破皮膚的帶齒的草葉得到啟示而發(fā)明了鋸子。據(jù)《杜陽雜編》記載,唐朝有個(gè)韓志和,“善雕木作鸞、鶴、鴉、鵲之狀,飲啄動(dòng)靜與真無異,以關(guān)戾置于腹內(nèi),發(fā)之則凌云奮飛,可高達(dá)三丈至一二百步外,始卻下。”西漢時(shí)期,有人用鳥的羽毛做成翅膀,從高臺(tái)上飛下來,企圖模仿鳥的飛行。以上幾例,足以說明我國(guó)古代勞動(dòng)人民對(duì)鳥類的撲翼和飛行,進(jìn)行了細(xì)致的觀察和研究,這也是最早的仿生設(shè)計(jì)活動(dòng)之一。明代發(fā)明的一種火箭武器“神火飛鴉”,也反映了人們向鳥類借鑒的愿望。