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《魚鰭與舵面》

 q1338 2017-09-05

??一般的魚有五組鰭。有尾鰭,背鰭,腹鰭。這些鰭各有各自的分工。尾鰭是游進的主要動力,相當(dāng)于潛艇的推進器和尾舵。鰓下有對腹鰭,起平衡和升降功能。與之對應(yīng)的是潛艇的圍殼舵和首水平舵。處于魚腹中心的一對腹鰭,是艇的減搖鰭。高高的背鰭,控制游進時的橫搖水平。在尾鰭靠前一些,有一個三角旗狀鰭,旗鰭只有在高速轉(zhuǎn)向時,偶爾用之,來穩(wěn)定調(diào)頭時的姿態(tài)。

潛艇是仿生學(xué)與現(xiàn)代高科技的結(jié)合體。外形不可能參照魚來設(shè)計。首先潛艇是水下兵器,是要滿足一定戰(zhàn)術(shù)要求的。因此它的舵面,與魚鰭即相似又有所不同。潛艇主要舵面有三組。圍殼舵,也叫升降舵。在水中控制艇的橫搖,縱搖和升潛等姿態(tài)。也有設(shè)首水平舵,原理相同。尾舵是主要舵面。有十字,X字舵等類型。兼顧腹鰭和尾鰭雙重作用,對艇的姿態(tài)和推進有修正作用。

魚在上浮和轉(zhuǎn)向時首腹鰭會像文人雅士輕搖折扇一樣優(yōu)雅,并隨心所欲地用微調(diào)來修正自己的姿態(tài)。而潛艇的舵面靠液壓,齒輪和電傳來操縱,不像魚鰭那么靈活,要實現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)機動,則有些力不從心。二戰(zhàn)時,有過全體艇員跑向首艙,用體重來改變艇的縱傾,實現(xiàn)快速下潛?,F(xiàn)代潛艇只要加大圍殼舵的傾角,便可自由的上浮和下潛。

首水平舵在飛機上叫鴨翼,或機動前翼。鴨翼在大迎角飛行時,產(chǎn)生渦旋,經(jīng)過主翼時產(chǎn)生渦升力,使飛機操控性良好。也有飛機不設(shè)腹鰭,只用鴨翼來實現(xiàn)的,這便是全動式鴨翼,它具有很大的下反角,呈正八字形。當(dāng)飛機迎角過大時,它可以軸方向改變40~45度,借此穩(wěn)定機頭上抬和產(chǎn)生足夠的渦升力,保證飛機不失速,進入尾旋。

任何在流體中運動的物體,無論飛機,潛艇或魚鳥之類的,都要遵循流體力學(xué)的運動規(guī)律,即機動性與穩(wěn)定性,速度與敏捷相結(jié)合的設(shè)計原理,不違背自然和科學(xué)規(guī)律,才是高科技與仿生學(xué)真正意義上的結(jié)合。

        

            2016年12月25日于圣誕節(jié)????

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