20世纪上半叶,大多数人开始关注与飞机设计有关的空气动力学发展,而鸟类特有的飞行机制的知识却几乎没有增加。在德国,Erich von Holst建造了能够进行一种扑翼飞行的人工鸟(Holst,1943)。然而,这种叫“Spielerei”的人工鸟并没有解释新的鸟类飞行原理。
在同一时期,关于动物飞行能力的功能解剖学得到了建立和发展(Herzog,1968;SY,1936),虽然有一些关于翅膀(Vazquez,1994)和羽毛(Ennos,et al.,1995)结构的重要细节也是最近才发现的,将在下面几章介绍。
在20世纪的最后40年里,我们看到了许多新的发展。20世纪60年代末和70年代初,几位专家开发了基于空气动力学原理的数学模型,并用此来计算鸟类飞行的能量损失。其中,风洞是专门用来在受控条件下进行鸟类飞行研究而设计和建造的。X射线胶片技术与对飞行起关键作用的肌肉肌电图结合,显示了骨骼是如何运动和相关肌肉收缩所用的时间。Dial等直接测量了在整个飞行过程中翅膀上的主要飞行肌肉所施加的力(1997)。在飞行中消耗的能量也以各种方式进行了测量。飞行中的鸟与空气的相互作用会在鸟的背后产生旋转的空气(旋涡),描述力与旋转涡流能量的旋涡理论由Ellington(1984)和Rayner(1979a,b)提出。(www.xing528.com)
在野外试验中,通过测量试验的鸟类血液中注入的氢和氧的重同位素浓度的下降,从呼吸气体的交换中确定了较长时期的总能量收支。安装在大型鸟类身上的全球定位系统(GPS)、卫星通信装置和心率测量装置提供了大量关于飞行特性的信息(Butler,et al.,1998)。先进的雷达技术也有助于我们了解鸟类飞行行为(Alerstam,et al.,1993)。此外,还有研究人员乘坐小型飞机追随鸟群飞行,收集有关鸟类飞行的数据。
最近的生物研究正在改变我们对鸟类飞行艺术的认识,尽管传统的空气动力学理论仍然被广泛用于解释它的大部分方面。Steinbeck(1958)的声明是这样说的:“当一个假设被广泛接受时,它就变成了一种只有手术才能切除的生长。”鸟类不是像微型飞机那样笨拙地拍动翅膀以保持高度。鸟类可以远距离飞行,并与空气介质进行动态的相互作用。它们可以在任何地方起降,并利用有利的风力条件在一个地方盘旋,我们仍然必须了解它们是如何做到这一点的。
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