巨型翼龍為飛機設計提供靈感

甚至美國國防部也對這些早已滅絕的爬行動物表現出興趣

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古生物學家邁克爾·哈比卜研究翼龍的生物力學,其中最大的翼龍重達550磅,翼展34英尺,相當於現代戰鬥機的大小。它們是曾經存在過的最大的飛行動物,其解剖結構與任何鳥類或蝙蝠都不同。這使得它們成為飛行力學,特別是大型飛機的獨特模型。

為了模擬翼龍的飛行方式,哈比卜將物理學原理和脊椎動物解剖學與化石資料相結合。他希望這些知識將為美國國家航空航天局和國防部等機構提供新的飛機設計和其他技術的建議——在某些情況下已經如此。從抽象意義上講,他使這些動物起死回生。以下是受翼龍啟發的應用。

火星上的飛行機器人
傳統的航天器需要飛得非常快才能在火星稀薄的大氣層中保持飛行,如果科學家想詳細勘察火星地形,這是不切實際的。一種解決方案可能是像翼龍一樣飛行的機器人——翅膀快速拍打,身體相對緩慢地移動。蜂鳥和大黃蜂也是這樣飛行的,美國國家航空航天局已經根據這些“撲翼飛行器”的生物力學原理建立了機器人設計。


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變形機翼
在每個翅膀中,翼龍都有一根錐形的指骨,在最大的物種中,這根指骨長達2.5米。當翼龍飛行時,這些指骨會在向下揮動翅膀的力量下彎曲,然後在向上揮動翅膀時反射性地彈回原位。這種自發地恢復平衡的動作為翼龍在拍打翅膀時節省了大量能量。哈比卜說,美國空軍的機器人專家對變形機翼很感興趣,他們可以在飛機或降落傘(本質上是高度凸起的機翼)的飛行系統中使用變形機翼。

快速發射系統
與今天的飛機不同,巨型翼龍不需要跑道。它們是垂直起飛的專家,這對今天的飛機來說是不可能或效率極低的壯舉。由於這些爬行動物的骨骼堅硬但輕巧、中空,它們可以利用所有四肢——腳和翅膀——強力地蹬地。這個動作使它們能夠在更短的距離內產生更快的速度,從而躍入空中。哈比卜目前正在與國防部談判一項國防高階研究計劃局的資助提案,以設計一種具有類似物理特性的飛機系統和四足發射策略,這將使飛行員能夠在低燃料情況下執行快速垂直髮射或起飛。

低顫動帳篷
為了飛行,翼龍保持翅膀均勻繃緊。這些翅膀是膜狀的,具有又長又粗的纖維,這些纖維與較小的纖維交叉,控制著翅膀的顫動程度。這些纖維在較高的氣壓下會單獨移動,但它們不同的尺寸意味著它們以相反的頻率振盪,最終相互抵消,使翼龍能夠保持穩定的翅膀。哈比卜已經與製造商洽談了一種帳篷面料設計,該設計利用相同的物理原理來減少嘈雜的拍打聲並提高高風條件下的穩定性。

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