蜻蜓飛行有祕密

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文／林昱宏、李旺龍　 2023-02-08

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圖／123RF

文／林昱宏、李旺龍　

蜻蜓由於蜻蜓翅膀非同步操作，使蜻蜓可以快速加速，蜻蜓拍動自己翅膀的頻率約在40Hz，蜻蜓翅膀飛行時有一特點就是，牠沿一斜面進行划船運動──飛翔時，身體幾乎是維持水平的，翅膀先向後向下推進，整個動作進入下半部時，再向前向上完成一個划船動作。相比之下，其他飛行昆蟲的飛行動作是來回對稱於水平面的。

翅膀敏銳瞬間加速

蜻蜓這種不對稱的划船飛行，於整個動作過程下半部時，向上拖曳力可以支撐蜻蜓的重量，而其他昆蟲則沒有這種拖曳力。

蜻蜓為最古老的昆蟲之一，屬於蜻蜓目，他的前翅與後翅分別由不同的肌肉所控制，還有一個顯著的特點就是調動翅膀時，兩翼之間的相位關係，當飛行時，兩翅屬於不同的相位，而停佇休息時，兩翅膀又收回同一相位，形成一對上、一對下的特殊情形，為什麼會這樣呢？

靈巧機敏高效前進

一種可能的解釋是這樣交替的動作可以減少身體的震動，不只如此，前後翅的距離寬度也是很講究的，距離剛好夠近，可以產生交互的流動力，不論是翅膀的擺動、形狀、相位差都會影響流動力，其計算過程與結果是很龐大也很複雜的。

雖然很複雜，但可得出兩個結論，當飛行，翅膀出相時，可減少氣動功率的消耗，入相時加強整個推進力。當前後翅出相時會彼此接近，此時後翅產生誘導流引導前翅，反之亦然。電影《變形金剛4》中，就有仿蜻蜓的微型監視機器人，其高速移動，高靈敏機動的特性，就是蜻蜓飛行的優點，相信在不久的將來，我們可以在電影之外的現實世界中看見。

文字內容由《週日閱讀科學大師》授權使用

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