鸟类飞行能量消耗差异及对COT的影响

本章运用鸟类飞行能量消耗的经验数据做了对比。飞行能量消耗作为体重的函数显示，不同物种之间，飞行能量消耗区别较大。这些区别有些可以用飞行技巧解释：频繁滑翔的鸟类飞行能量消耗更低，因为它们使用了节约能量的飞行技巧。一些鸟种本身就比别的鸟有活力。然而，这不能解释所有的变异数据。一般来说，飞行能量消耗和单位距离所做功随体重的增加而增加，而单位重量和将1 N物体移动1 m的能量（无量纲的COT）随体重的增加而减少。

用一个简单的异速方程可以计算所有鸟类的最大飞行能量消耗。一些鸟能够在更低的能量消耗下飞行。

本章对比了昆虫、蝙蝠、鸟类和飞行器的无量纲飞行能量消耗，结果显著不同。在单位重量移动单位距离所需能量对比中，信天翁是能量消耗最少的飞行者。鸟类和蝙蝠的无量纲COT随体重的增加显著降低，表明小型和大型飞行脊椎动物比例模型不同。大型脊椎动物生理上飞行能量消耗更低。不同大小飞机之间也存在这个趋势，只是不明显。四种体重在不同量级的昆虫，似乎飞行能量消耗是同一个量级。(www.xing528.com)

信天翁和其他频繁飞行的鸟类，不论在交配、照顾幼鸟、在海边休息还是在飞行中能量消耗也仅为基础代谢率的几倍。飞行能量消耗如此低是因为通过滑翔可以节约能量。另外，像鸽子大小的鸟类，飞行能量消耗能高到其基础代谢率的19倍。如此高的能量消耗限制了鸽子每日的飞行时长。基于固定翼理论的起动模型能够预测鸟类飞行的机械能成本。基于模型的估计值可以用来衡量鸟类飞行的能量转换效率。机械能功率与生物能功率经验值的比值大致随体重的增加而增加。对于扑翼飞行的鸟类，能量转换有效性从小型鸟的百分之几到大型鸟的30%。

体重3～9 g的蜂鸟，悬停的飞行能量消耗随体重的增加而线性增长。意外的是，花蜜饲养的蝙蝠悬停飞行能量消耗仅为蜂鸟的70%。针对太阳鸟的一项试验表明，太阳鸟不太擅长以较低的飞行成本悬停飞行。