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为什么大雁排队飞行会节约能量?

大雁在迁徙时总是几十只、数百只甚至上千只汇集在一起,互相紧接着列队而飞,古人称之为雁阵。雁阵由有经验的头雁带领,加速飞行时,队伍排成“人”字形。一旦减速,队伍又由“人”字形换成“一”字长蛇形,这是为了进行长途迁徙而采取的有效措施。

空气动力学家发现,飞机飞行过程中,其机翼下表面所受到的气流压力大于上表面所受到的气流压力。此压力差不但为飞机提供了升力,同时也会使飞机翼梢下方的气流向上方偏转,形成两道诱导涡流诱导涡流会在机翼外侧产生上升气流,在机翼内侧产生下降气流,并对飞机产生诱导阻力。

大雁飞行过程中,会在翼梢处产生类似的诱导涡流。当雁群排成“人”字形飞行时,除头雁外的其他大雁都会遇到诱导涡流产生的上升气流,从而节省飞行所需的能量消耗。由于头雁无法享受此上升气流,是雁群中飞行最费力的,雁群会轮流更换头雁,以确保其所有的成员都能飞到目的地。

【知识点】空气阻力

流体作用在运动物体上的阻力,除了上述由流体的黏性引起的阻力外,还有一种由于流场改变所产生的阻力。而且在物体运动速度较快时,这种阻力的影响是很大的。

【发散思维】为什么飞机机翼和轮船表面不做成麻脸以减少阻力呢?飞机编队飞行都会采用哪些形式?

【本文关键词】黏性阻力 涡流