基于特征运动观测的蝴蝶前飞规律及样机验证

为了研究蝴蝶扑翼飞行的原理，研制低频扑翼的仿生器，通过蝴蝶飞行运动的生物学观测，提出蝴蝶的3种特征运动状态，分析扑翼运动、胸部俯仰运动及腹部摆动运动之间的相位关系，构建蝴蝶前飞运动学模型。基于“杆-膜”仿生翼的新工艺和定制的机载飞控系统，研制轻量化的仿生蝴蝶扑翼飞行器样机，研究蝴蝶样机的飞行控制策略。通过六维力传感器对样机做地面动力学测试，利用高速摄像机对样机飞行进行运动学跟踪，证明了基于特征运动状态的蝴蝶前飞规律和原理样机研制的有效性。     

蝴蝶悬停飞行流体力学实验模型的仿生设计

由于蝴蝶形态学上的特点(翼面宽大,展弦比小,翼型复杂)以及其特殊的飞行方式(拍动频率低,翅膀几乎垂直于身体拍动;翅膀没有翻转运动,但在翅膀拍动时身体有明显的俯仰运动和振动),蝴蝶成为探索昆虫飞行高升力机理的特殊研究对象.为了深入研究蝴蝶悬停飞行时的流场和高升力机理,设计制作一套模拟蝴蝶悬停飞行的流体力学实验模型显得尤为重要.介绍一种新设计的电控蝴蝶实验模型,该模型与真实的蝴蝶一样,包含左右翅膀和身体,并且可以实现精确定位和模拟蝴蝶不同的运动模式,包括翅膀的拍动、身体的俯仰运动和振动.研究小组应用此实验模型进行流动显示实验和PIV(Particle Image Velocimetry)实验,对蝴蝶的悬停飞行进行研究.      

博物志

小天使凤蝶是凤蝶科蝴蝶，主要分布在东南亚，是当地仅有的几种绿色蝴蝶中的一种，有多个亚种。凤蝶在蝴蝶中体型算是较大的，外观华丽耀眼。全世界约有600种。大部分分布于热带，可以在除了南极洲以外的大陆发现。凤蝶成虫多以花蜜为食。幼虫则食性各异．真正会造成农业损害的并不多。图为小天使凤蝶。     

众眼看宇宙

<正>NGC 6302蝴蝶星云蝴蝶星云是位于天蝎座美丽的行星状星云,与其它行星状星云一样,它也是类太阳恒星演化晚期的产物。它有一对非常对称的像蝴蝶翅膀一样的双极结构,目前科学家们对这种双极型行星状星云的物理机制的细节研究还不是很清楚。但是可以肯定的是,在它的中心有一个气体盘面,盘面的中心有两颗互相绕转的恒星,这个双极星     

众眼看宇宙

<正>蝴蝶星云N159由于其外形酷似蝴蝶,也被称为"蝴蝶星云",它是蛇夫座的行星状星云,跨幅约为150光年,位于我们的近邻星系大麦哲伦星云中,距离地球为17万光年。与其他行星状星云一样,它也是类太阳恒星演化晚期的产物。它有一对非常对称的像蝴蝶翅膀一样的双极结构,科学家研究发现,在它的中心有一个气体盘面,盘面的中央有两颗相互绕转的恒星,这对恒星在即将死亡的时候,从气体     

碧海观星记

机遇的蝴蝶永远都只停留在有准备的肩膀上     

微型飞行器的仿生力学 ——蝴蝶飞行的气动力特性

研究一种蝴蝶(Morpho peleides)前飞时的气动力特性.在运动重叠网格上数值求解Navier-Stokes方程,对蝴蝶前飞时左、右翅膀的拍动运动以及跟随身体一起的俯仰运动进行计算.结果表明:蝴蝶主要用"阻力原理"作拍动飞行,即平衡身体重量的举力和克服身体阻力的推力均主要由翅膀的阻力提供.蝴蝶翅在下拍中产生很大的瞬态阻力(平行于拍动运动的力),对流动结构分析表明,产生此力的机制如下:每次下拍中产生了一个由前缘涡, 翅端涡及起动涡构成的强"涡环",其包含一个沿拍动方向的射流,产生此射流的反作用力即翅膀的阻力.平衡身体重量的举力主要由翅膀下拍中产生的阻力提供.上拍时(由于身体上仰,上拍实际是向后和向上拍动的),翅也产生阻力,但较下拍时小的多.平衡身体阻力的推力主要由翅膀上拍中产生的阻力提供.      

无法穿越的天堂

位于乌干达西南部的布恩迪国家公园，处于平原和山区森林的交会处，占地32000公顷，以生物的多样性而闻名。在这里可以找到种类繁多的鸟类和蝴蝶，还有许多濒危物种，包括山地大猩猩。     

给想象插上翅膀

世界上第一架人动力飞机设计者保罗·麦克·克菜迪不愧是飞机设计世家的后代。看见鸟或蝴蝶振动翅膀飞起来,他从没想到去作诗,更没想到把它画下来,他想到的是,翅膀振动的频率与推力究竟是什么关系?怎样才能做成一只鸟或是一只蝴蝶呢?当时的他只有13岁。以后的实践证明,克菜迪确实是搞飞行设计的材料,少年时代他就完成了滑翔机、扑翼飞机、直升机和旋翼飞机模型的设计制造。16岁的时候,他放弃模型,开始操作飞行。到20岁的时候,由于为动力飞行而苦恼,他选择了滑翔机,一心想像鹰一样自由翱翔。到26岁的时候,他已在美国和欧洲获得了四项滑翔机大…     

博物志

钩粉蝶是对粉蝶科钩粉蝶属的统称．分布在欧洲、北美、亚洲各地。成虫体长约为60毫米．雄蝶呈淡黄色．接近黄油的颜色。寿命是蝴蝶中最长的．成虫阶段可达9个-10个月，其中的大部分时闻都是在冬眠。当其在冬眠时，其翅膀颜色、形态与常青藤、冬青、树莓叶都很接近。     

科学殿堂里的七大神兽

正学习知识要善于思考,思考,再思考。我就是靠这个方法成为科学家的。——爱因斯坦科学圣殿里有七大神兽:芝诺的乌龟、拉普拉斯兽、巴甫洛夫的狗、麦克斯韦妖、莎士比亚的猴子、薛定谔的猫和洛伦兹的蝴蝶。分别对应着微积分、经典力学、生物学、热力学第二定律、概率论、量子力学和混沌学。     

生存的链环

世界是一个普遍联系的统一整体——如果其中一个环节损坏了,有谁知道这会造成什么样的后果呢?动物界的内在联系如何?如果我们改变世界的任何一部分,是否会冒着损坏其他的更多部分的危险呢?我们曾经以为科学家们知晓这个问题的答案.但是当我们一层又一层地揭开自然的面纱,拨动自然之网,我们才发现了那些存在于事物之间的内部联系,而在此之前,我们从未梦想过这一点.想一想几年以前发生在不列颠的事情吧.居民们破坏了两种个头细小的蚂蚁种群的生活习性,导致了它们的灭绝.在蚂蚁种群的消失之外,更让自然爱好者们感到难过和震惊的是,蚂蚁之死也就意味着一种美丽的欧洲蓝蝴蝶在不列颠的灭绝.因为这种蝴蝶与蚂蚁之间存在着亲密的鲜为人知的共生关系.     

航天飞机--火箭、飞船和飞机的混血儿

1981年4月12日,在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心,成千上万的人云集在发射场周围,观看航天飞机首航的盛景。56米长的哥伦比亚号矗立在发射台上,就像一只硕大的蝴蝶。上午7时,当哥伦比亚号喷出长长的橘黄色火焰和灰白色的烟雾,从发射台上凌空升起时,全世界都在注视这次首开太空新航线的划时代飞行。 而当2天后的下午,哥伦比亚按计划返航,平稳降落在加利福尼亚州的爱德华兹空军基地的跑道上。     

奇妙的色彩

当化学家为花瓣的色素冥思苦想的时候,生物学家也对花的颜色感兴趣.19世纪自然学家弗里兹·缪勒在他的著作中对巴西雨林灯笼花感到惊奇.这些小花开始3天呈黄色,过两天变成桔红色,过3天变成紫红色.缪勒注意到许多蝴蝶纷至沓来又特别喜欢黄色的花,而不愿接触紫红色的花.缪勒提出:花的颜色是为了吸引昆虫到花上来,为了满足其传播花粉的需要.     

积分场摄谱仪:用一次拍摄获得星系的3D视图

正想一下,如何能抓住一只苍蝇?是的,动作要飞快,因为像大多数昆虫一样,苍蝇可以360°检测到周围的活动。苍蝇眼睛是复眼,由大量微小的光感受器(又称"小眼")组成。这些小眼同时工作,可获取一个宽视场马赛克视图。蚂蚁可拥有几个到1000个小眼,苍蝇和蜜蜂有几千个小眼,而蝴蝶和蜻蜓有几万个。小眼数量越多,昆虫的视场越宽,视力就越锐利。利用类似的原理,科学家研发了一种积分     

基于NOAA卫星数据的辐射带质子投掷角分布研究

利用NOAA-12卫星数据对空间环境平静时期太阳同步轨道处辐射带质子投掷角分布进行了研究. 根据投掷角分布的经验公式,计算出90°投掷角的质子方向强度和各向异性指数n. 质子投掷角分布按n的取值范围可分为三类,即90°峰值分布、平顶分布和蝴蝶形分布. 观测证实,对于辐射带质子,三种分布类型均存在并且具有明显的空间区域特征. 在内辐射带边缘地区90°峰值分布占主要优势;在外辐射带高L值区域,90°峰值分布明显减少,平顶分布和蝴蝶形分布逐渐增多. 针对90°峰值分布,研究了质子强度各向异性的区域分布特征,对于内辐射带区域,n值随L值的增大而增大,对于外辐射带,n值表现为逐渐下降的趋势. 为了研究质子投掷角分布对磁地方时的依赖关系,分析了能量为250～800keV的质子在两个不同磁地方时范围的投掷角分布规律. 结果显示,在内辐射带,质子强度的投掷角分布相对稳定,随磁地方时的变化并不显著;而在外辐射带的高L值区域,质子强度的投掷角分布随磁地方时变化明显,与磁地方时之间有明显的依赖关系.      

对非自然现象的思考

当熟悉而平静的生活中出现了一些“超自然规律”的现象后,我们既兴奋又迷惘,我们都在间:这一切是怎么回事?虽然科学家们对此进行了研究,可我们仍在问:这一切究竟是怎么回事?这并非说研究毫无结果,而是说研究的结果不是让那些兴奋的人感到失望(诸如告诉你,你看到的“飞碟”只不过是气象试验气球.或干脆告诉你那是一群蝴蝶等等),就是让迷惘的人更加费解(除了扑朔迷离的“飞碟”外,还有“隐态”,还有“人类生活在多维宇宙中”等等).所以,本来就热闹的话题,更是沸沸扬扬了.     

每月小抄

[考古]科学家在俄罗斯的永冻土内发现一具西伯利亚女性的遗骸。称之为“乌科克公主”。令人吃惊的是，遗骸上纹有纹身并且保存完好。距今已经2500年。乌科克公主身上的纹身图案包括神兽在内。专家表示这些精致的纹身是古代游牧民族帕斯拉克人年龄和地位的象征。公元前5世纪。古希腊历史学家希罗多德曾在著作中提到帕斯拉克人。     

美国军事专家：伊拉克游击战可能将持续10年

随着美国总统大选的临近。布什政府希望美军能够从伊拉克的泥潭中尽快脱身。但愈演愈烈的游击战却使布什的如意算盘落了空。23日出版的《今日美国报》披露了伊拉克游击战的内幕。详细分析了反美武装的各种战术。部分美国军事专家称。伊拉克游击战可能将持续10年。如果美国失去耐心，那么肯定将输掉这场战争。     

中国早期舰对舰导弹的发展历程

舰对舰导弹是海军舰载武备中的重要组成部分．是舰艇水面战的主要武器之一．世界各海军强国均十分重视发展舰对舰导弹。并涌现出了”捕鲸叉”、”蚊”等著名的舰对舰导弹。伴随着中国海军从无到有．从弱到强的发展历程。我国的舰对舰导弹也走过了同样艰苦卓绝的40年。如今装备各式先进舰对舰导弹的强大的中国海军。正迅速堀起于世界的东方．新型战舰配备着一支支”海疆神剑”时刻保卫着我们伟大祖国的万里海域。40年的风雨历程。凝聚了无数科技人员的心血。他们的辛勤付出换来的是海防力量的壮大。