速度比高铁还要快的游隼,为何连猫头鹰都打不过?

甄嬛传温太医2023-04-14  20

关于普通动物来说,游隼的攻击大多是致命的,速度太快,攻击力气太重。但是雕鸮猫头鹰的听觉非常兴旺,反响也异常灵活,加上宽大的翅膀和厚重的羽毛,简直没受太重的伤。连续避开了游隼的三次致命冲击,胜利躲入树林并做攻击形态,等候与游隼的近战。但是游隼并没有选择近战,而是直接飞走了,由于面对体积明显大于本人的雕鸮,失去速度优势的游隼基本不敢停止肉搏,也没必要停止肉搏。

游隼,中型猛禽。在隼类中都是体型比拟大的,体长为38~50厘米,翼展95~115厘米,体重647~825克。主要栖息于山地、丘陵、半荒漠、沼泽与湖泊沿岸地带,也到开阔的农田、耕地和村屯左近活动,散布极为普遍。相关于游隼的体型,它最知名的是它的速度,号称比飞机还快的游隼,爬升速度能到达140-360km/h,固然真实状况下没飞机速度快,但是在碳基生物中曾经算是顶尖的存在,连B2战役机的流线型都是应用了游隼爬升时的生物仿生学设计。

游隼是隼形目中典型的夜伏昼出动物,而猫头鹰是昼伏夜出动物,固然都是肉食禽类,但是按说两种动物基本不会有交集。但就有几种猫头鹰特殊,就比方上面提到的猫头鹰中最大的品种-雕鸮,猫头鹰中的王者,就是喜欢白昼也出来逛的主。到了晚上就不一样了,猫头鹰的眼球中具有大量的视杆细胞,这种细胞惧怕强光,但对弱光非常敏感,因而猫头鹰能够在夜间明晰地看见周围的环境,其视力是人类的一百多倍,比红外线望远镜还高清。所以,晚上是猫头鹰的主场,即便最小的猫头鹰,对上和本人体型差不多的鸟类时,都占有绝对的优势。

假如体型差不多的游隼和猫头鹰停止战役,白昼猫头鹰肯定打不过游隼的,但是晚上的游隼在猫头鹰面前基本没有抵挡才能。假如遇到像雕鸮这种体型的猫头鹰,一只游隼即便在白昼也很难对其形成有效杀伤。

天下武功,唯快不破。

地球上最快的速度高手是谁?空中子弹 – 游隼当之无愧。

速度高手同台,飞人博尔特速度:12m/s,猎豹速度:30m/s(110km/h),游隼速度:108m/s(389km/h)。猎豹比飞人快3倍,游隼比猎豹快3倍还多。自然界最快速度跟机械动力比起来也毫不逊色,游隼快过高铁时速,快过了波音747的起飞速度(300km/h)。

游隼有双敏锐的眼睛,能看到1公里以外的猎物,它的视力比你好8倍。当翱翔在高空的游隼发现低空中的猎物时,会居高临下地俯冲出击。它先扇动翅膀加速,并且不断旋转身体寻找最好的进攻角度。调整好身体姿态后,游隼弓背并腿,收起翅膀,缩拢尾巴,变成一枚炮弹,从空中俯冲直下,砸向猎物。在接近猎物的瞬间伸出利爪,划破猎物的肚皮。俯冲的游隼就像从高空中射出的一把尖刀,猎物一旦被尖刀扎中,当场毙命。

游隼的整个身体,都为高速高压打造。它极速俯冲时所受到的气流冲击,会让大部分的动物都无法睁开眼睛,也无法呼吸。游隼眼睛里多了一层眼睑,叫瞬膜,保护高速飞行时睁开的眼睛不受伤。鼻孔里多了一块锥体骨,缓解气流冲击,保证高速飞行时呼吸的通畅。当它砸向猎物时,冲击力高达25倍重力加速度。相比之下,优秀的F16战斗机飞行员能承受的最高重力加速度只能达到12倍。

上图是游隼俯冲时的4级阶段,开始出发,炮弹型加速,M型调节方向,最终攻击。从展翼旋转,收缩加速,微开翅膀调节方向,到最后的踢腿出击,游隼变换了4种身姿,最快速度出现在游隼身体收缩成炮弹型的第2阶段。

炮弹型的身姿在俯冲时受到的空气阻力,还有环绕身体的空气气流对身体的影响会是什么样?

德国弗莱贝格工业大学,力学和流体力学研究所团队,做了聚氯乙烯的游隼模型,在风洞中进行测试。模型大小重量形状跟真实游隼的炮弹型身姿一样,表面抹上厚厚一层石蜡油,当风洞中的气流流过模型表面时,会划出一道道的线条,记录下风的痕迹。

上图是穿越风洞的模型,游隼模型以最大速度80km/h经过风洞。历经风洞后,可以清楚看到空气气流流过模型身体的踪迹。模型头部划出平行的匀称流线,接着有一块明亮的白色区域,在图中数字1处,说明此处的石蜡油有所堆积。接着气流继续汇集平行流线,在翅膀的区域2处,有黑色区域,说明这里局部的速度最高。当气流来到区域3处时,又出现白色的石蜡油堆积。区域2和3之间,流线排列相当整齐。

高速的气流并不是从头到尾均匀地流过身体,石蜡油堆积的区域发生了气流分离现象。也就是说,在1、3部位,气流的方向跟顺势而下的主气流方向不一样,逆向气流把石蜡油反方向推离模型表面,堆积起来。

飞行中出现气流分离可不是好现象,航空史上,气流分离会让飞机发生失速,这是导致飞机失事的主要原因之一。

俯冲的实时记录

模型的风洞实验解不开气流分离的难题,德国工程师团队干脆饲养了一批游隼,实时观察它们的飞行。团队训练游隼在60米高的水坝前俯冲,岸边架起高速摄像机,以坝体为背景,能够清晰捕捉到游隼的身姿。

60米的高度不能让游隼加速到最高速度,水坝前的游隼最高速度是22.5m/s (81km/h)。团队根据游隼的实际飞行速度和角度(此时的迎角为5?),计算了空气阻力,再次在风洞进行模型模拟测试。测试结果跟之前一样,模型身体的相同部位依然留下了气流分离导致的石蜡油堆积。

此时,摄像机捕捉到的细节揭开了真相,现实俯冲中,游隼跟模型有一小点儿不一样的地方。在游隼加速时,背脊处会竖起一小撮毛,而此处正是产生气流分离的地方。

上图是风洞模型和实际身姿的对比,红色箭头所指之处就是游隼竖起的几根羽毛。正常情况下,炮弹型身姿的游隼全身羽毛服帖地紧靠身体,保持平滑的流线型弧度。当它俯冲冲刺时,在合适的时间合适的位置,弹出几根羽毛,破解了局部的气流分离。

游隼在实战中捕捉变幻的气流,调节身姿融入其中。高手出招,在准不在狠。游隼四两拨千斤,一根羽毛就化解了气流分离的困境,加速无极限。


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