夜行性的猫头鹰类是怎么样演化出静音飞行的高超本领的?

时间:2019-11-23来源:未知作者:admin点击:
猫头鹰的静音飞行与其飞行噪音的特性有关。猫头鹰可以将绝大部分飞行噪声能量控制在1600Hz以下的低频范围。而其猎物(田鼠等)的听觉只对频率在2000Hz以上的声音敏感,猎物听不到猫

  猫头鹰的静音飞行与其飞行噪音的特性有关。猫头鹰可以将绝大部分飞行噪声能量控制在1600Hz以下的低频范围。而其猎物(田鼠等)的听觉只对频率在2000Hz以上的声音敏感,猎物听不到猫头鹰的飞行。

  羽毛也是猫头鹰静音飞行的重要因素。猫头鹰翅膀初级飞羽外缘的梳齿结构可以起到涡流发生器的作用,将流过翅膀表面的大空气涡流“过滤”成细碎的小涡流,抑制紊流边界层噪声的产生;气流经过翅膀后缘时会发生涡旋脱落分离,初级飞羽后缘的穗状须边可以使脱离过程变得离散,抑制涡流脱离引起的气动噪声;覆盖在猫头鹰体表的大量松软绒毛具有吸声降噪功能,能够吸收气流与猫头鹰身体作用时发出的声音,减少声音反射。猫头鹰体表羽毛的多级分叉结构(包括绒毛末级分叉“竹节”结构)也在气动噪声能量耗散方面也发挥着重要作用。

  另外,猫头鹰的羽毛还具有特别的力学特性。猫头鹰翅膀和尾部羽毛的弹性模量较大,弹性模量较大的翅膀飞羽和尾部羽毛刚性较大,不易变形,主要用于调整和保持猫头鹰的飞行姿态,并获得最大升力,而身体其他部位的绒毛因弹性模量较小,较为柔软,在飞行过程中受到气流冲击时,通过柔顺变形来吸收噪声能量。

  猫头鹰的静音飞行特性,是多个降噪因素综合产生的总体效应。猫头鹰的翅膀翼型和初级飞羽的形态结构发挥着消声降噪的作用,而大量分布在猫头鹰身体其他部位的绒毛的形态结构,以及猫头鹰皮肤和皮下结构,起到了吸声降噪的效果。猫头鹰羽毛的力学特性,对于降噪的贡献较为复杂,可能兼具消声降噪和吸声降噪的效果。