蝙蝠作为唯一具有真正飞行能力的哺乳动物,它的翼是由前肢在进化过程中演变而来的,翼膜将前肢、身体和尾巴连接成一个整体。蝙蝠的飞行过程离不开翼膜,翼膜能够为蝙蝠的飞行提供升力。马铁菊头蝠属于小蝙蝠亚目中的菊头蝠科,在低速飞行过程中具有很强的机动性。本文通过对马铁菊头蝠模型翼膜所受升力的实验测量,对数据进行拟合,得到翼膜的升力系数,探究马铁菊头蝠翼膜的空气动力学特性。研究工作主要包括以下三个方面:(1)获取蝙蝠样本三维数字结构首先捕捉蝙蝠样本,对其形态学结构进行测量和拍照。然后将蝙蝠罹体样本进行一系列地处理,处理过程包括固定蝙蝠的形状、重塑蝙蝠体型、喷显像剂和贴标记点。然后使用三维光学扫描系统对蝙蝠样本进行表面扫描,通过计算机的自行处理得到原始表面结构的三维数字模型,利用图形处理软件处理原始三维数字模型,得到完整结构和无翼膜结构的模型,通过三维打印技术得到蝙蝠的实物模型。(2)蝙蝠模型的风洞实验对实物模型进行风洞实验,实验仰角范围为0°~20°,每次以1°的变化量增加,风洞的风速控制在0m/s~6/s的范围内,风速变化值为0.5m/s。记录风洞实验的数据,(3)数据的处理及分析根据空气动力学的相关理论,得到实验中蝙蝠翼膜受到升力,从而得到升力系数。由于实验测量的数据量较大,无法直接从数据中得出蝙蝠翼型的气动特性,因此需要整理数据并进行数据拟合,将升力与升力系数、风速之间以图表的形式表示出来。然后分别分析升力与风速、迎角的关系,升力系数与迎角的关系,分析得出数据中存在的一般规律,根据现有物理理探讨论蝙蝠具有的气动特性与进行。通过分析数据,得到的结论有:(1)在平稳非拍翼状态下,马铁菊头蝠翼膜所受升力随迎角和风速的变化而变化。在相同迎角情况下,升力随风速的增加而增加,变化趋势由缓慢逐渐增加变为线性增加。在相同风速条件下,实验中的飞行最佳迎角为12°,此时升力为最大,超过该迎角之后的升力缓慢下降。(2)升力系数随迎角的变化同样发生改变,升力系数在小角度时与迎角的关系近似线性关系,同样在迎角为12°时,升力系数值最大,之后随着迎角的增加,升力系数缓慢降低。在相同迎角的条件下,1m/s时的升力系数最大,而其它风速时的的升力系数主要集中在1~1.9之间。(3)马铁菊头蝠是一种主要以丛林中的昆虫为食的蝙蝠,在低速飞行时,他能够灵敏的躲避障碍物完成捕食过程,该特点说明在此条件下,其具有很强的机动性,该现象与其升力系数在低速时较高的情况相符合。