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人类与动物之间有着千丝万缕的联系,就是在航天这一高科技领域中,人类也得到了动物的“恩惠”。
苍蝇与“平衡棒”
苍蝇只用一对前翅飞行,后一对翅膀已退化成一对哑铃状的“平衡棒”(楫翅)。这一对小棒,能使它飞行时保持身体平衡和纠正航向。苍蝇飞行时,平衡棒以每秒300次的频率振动。如果身体发生倾斜或偏离方向,平衡棒的基部感受器就会感觉到,并立即传递给大脑神经中枢,从而迅速地平衡身体纠正航向。科学家根据苍蝇平衡棒的原理,研制出音叉式振动陀螺仪,并把这种仪器安装在火箭、飞机和其他航天器上,航天器就可以自动地终止危险的螺旋飞行以及避免在大幅度翻滚和急转时栽跟头。
蜻蜓与“配重”
以前的飞机常因高速飞行,产生机翼震颤而导致机翼碎裂,造成机毁人亡的悲剧。机翼为何会发生震颤呢?该怎样解决这一难题呢?设计师们为此大伤脑筋。后来,设计师从蜻蜓的翼翅上发现:蜻蜓的翼翅虽然很薄,但从没有发生过因为长距离飞行而震颤折翅的现象。
经过进一步观察,设计师们发现,是蜻蜓的“翅痣”起到了保护翅膀的作用。于是,飞机设计师在飞机的机翼上安装了类似蜻蜓翅痣的小配件——配重。经过多次试飞,果然解决了机翼震颤的问题。现在,飞机、航天飞机以及其他航天器的机翼上都装有“配重”,再也不用担心因机翼震颤而发生机毁人亡的悲剧了。
蜜蜂与“自然紧密堆砌系统”
卫星是靠运载火箭的推力进入太空轨道的。卫星与运载火箭的重量比为1∶500。因此,减轻卫星的重量,就成了卫星设计师们需要解决的问题。设计师从蜜蜂的蜂房结构中获益匪浅。蜜蜂的蜂房是由数万个大小相等的六棱柱组成的,表面由三个相同的菱形封闭起来,并且这三个菱形的锐角均为70°32′,既轻巧又结实,真是巧夺天工。
于是,设计师们模仿蜂房的结构,采用高熔点、高强度的材料,在两块金属板之间制成一个个蜂窝状的空心结构,用这种材料来做卫星的外壳,既结实又轻便,同时也大大减轻了运载火箭的重量,从而节约了不小的开支。穿越太空的卫星、宇宙飞船都大量采用这种蜂房结构式的材料,科学上称其为“自然紧密堆砌系统”。
蚂蚁与机械臂
蚂蚁身体虽小,力量却很大。如果与自身体重相比的话,那么世界上最有力气的动物非蚂蚁莫属了。蚂蚁为何是个“大力士”呢?科学家通过研究发现,蚂蚁脚爪的肌肉是由几十亿个微小的“发动机”组成的。而这些“发动机”的“燃料”,是一种结构非常复杂的含磷化合物,能使潜在的能量转化为机械能,效率高达80%以上。当这些“发动机”同时工作时,就会产生很大的力量。
目前,仿生学家已研究出用聚丙烯酸制成一种带状的“人造肌肉”,把它放到酸性溶液中,就会蜷缩起来;而放入碱性溶液中,它又会伸展开来。因此,在它收缩和舒张的过程中就能产生一种力。据测定,1厘米宽的“人造肌肉”可以提起100千克的重物,能直接将化学能转变为机械能,并且没有热损耗,能量利用率高达90%以上。这种“人造肌肉”可以取代人的手臂,在宇宙飞船里进行工作,以便减轻宇航员的劳动强度。
苍蝇与“平衡棒”
苍蝇只用一对前翅飞行,后一对翅膀已退化成一对哑铃状的“平衡棒”(楫翅)。这一对小棒,能使它飞行时保持身体平衡和纠正航向。苍蝇飞行时,平衡棒以每秒300次的频率振动。如果身体发生倾斜或偏离方向,平衡棒的基部感受器就会感觉到,并立即传递给大脑神经中枢,从而迅速地平衡身体纠正航向。科学家根据苍蝇平衡棒的原理,研制出音叉式振动陀螺仪,并把这种仪器安装在火箭、飞机和其他航天器上,航天器就可以自动地终止危险的螺旋飞行以及避免在大幅度翻滚和急转时栽跟头。
蜻蜓与“配重”
以前的飞机常因高速飞行,产生机翼震颤而导致机翼碎裂,造成机毁人亡的悲剧。机翼为何会发生震颤呢?该怎样解决这一难题呢?设计师们为此大伤脑筋。后来,设计师从蜻蜓的翼翅上发现:蜻蜓的翼翅虽然很薄,但从没有发生过因为长距离飞行而震颤折翅的现象。
经过进一步观察,设计师们发现,是蜻蜓的“翅痣”起到了保护翅膀的作用。于是,飞机设计师在飞机的机翼上安装了类似蜻蜓翅痣的小配件——配重。经过多次试飞,果然解决了机翼震颤的问题。现在,飞机、航天飞机以及其他航天器的机翼上都装有“配重”,再也不用担心因机翼震颤而发生机毁人亡的悲剧了。
蜜蜂与“自然紧密堆砌系统”
卫星是靠运载火箭的推力进入太空轨道的。卫星与运载火箭的重量比为1∶500。因此,减轻卫星的重量,就成了卫星设计师们需要解决的问题。设计师从蜜蜂的蜂房结构中获益匪浅。蜜蜂的蜂房是由数万个大小相等的六棱柱组成的,表面由三个相同的菱形封闭起来,并且这三个菱形的锐角均为70°32′,既轻巧又结实,真是巧夺天工。
于是,设计师们模仿蜂房的结构,采用高熔点、高强度的材料,在两块金属板之间制成一个个蜂窝状的空心结构,用这种材料来做卫星的外壳,既结实又轻便,同时也大大减轻了运载火箭的重量,从而节约了不小的开支。穿越太空的卫星、宇宙飞船都大量采用这种蜂房结构式的材料,科学上称其为“自然紧密堆砌系统”。
蚂蚁与机械臂
蚂蚁身体虽小,力量却很大。如果与自身体重相比的话,那么世界上最有力气的动物非蚂蚁莫属了。蚂蚁为何是个“大力士”呢?科学家通过研究发现,蚂蚁脚爪的肌肉是由几十亿个微小的“发动机”组成的。而这些“发动机”的“燃料”,是一种结构非常复杂的含磷化合物,能使潜在的能量转化为机械能,效率高达80%以上。当这些“发动机”同时工作时,就会产生很大的力量。
目前,仿生学家已研究出用聚丙烯酸制成一种带状的“人造肌肉”,把它放到酸性溶液中,就会蜷缩起来;而放入碱性溶液中,它又会伸展开来。因此,在它收缩和舒张的过程中就能产生一种力。据测定,1厘米宽的“人造肌肉”可以提起100千克的重物,能直接将化学能转变为机械能,并且没有热损耗,能量利用率高达90%以上。这种“人造肌肉”可以取代人的手臂,在宇宙飞船里进行工作,以便减轻宇航员的劳动强度。