达·芬奇的飞鸟滑翔观

舒愉棉/编译

达·芬奇的飞鸟滑翔观

舒愉棉/编译

图1 信天翁和其他海鸟通过穿行于风速梯度而几乎不费力地在空中盘旋。在理想化的无碍飞行中，飞鸟们甚至能够如图所示获得提速

● 500多年前，伟大的博学家莱昂纳多·达·芬奇曾通过素描作品详细描述了鸟类通过风速梯度获得动能补充的策略。

只需轻拍翅膀，漫游的信天翁就能环航地球。当横飞在北太平洋上空时，信天翁和海鸟们能利用风切变（译者注：一种大气现象，是风速在水平和垂直方向的突然变化）来获取持续飞行的能量，无线电遥控的滑翔机采用的也是类似策略，我们称之为动态滑翔。利用风刮过山脊形成切变，滑翔机的飞行空速可以达到惊人的每小时500英里。工程师们目前正致力于开发能够利用这一技术的全自动无人机，希望能够使其在跨洋长时飞行中获得不同能源的持续补给，而这种无人机可以应用在环境检测、监控以及海上搜救等多个领域。

答案在风中

以信天翁与海鸟们的飞行为例，如图1所示，动态滑翔具有明确的阶段性。当海鸟的飞行贴近海洋表面的时候，它们会逆风上行，以较小的角度穿过风切变层。一旦到了风切变层之上，飞鸟们又会掉头顺风下行，再次穿过风切变层进入到无风层。到了无风层之后，飞鸟们又会再一次开始逆风之行。

如图1所示，信天翁可以通过穿梭风切变层的升降循环增加空速，而影响它的动能的关键步骤就是顺风斜弯转向并上升到风速相对强的最高点的部分。……