鸟飞行的原理是什么?

鸟为什么会飞呢？
鸟为什么会飞呢？首先，鸟类的身体外面是轻而温暖的羽毛，羽毛不仅具有保温作用，而且使鸟类外型呈流线形，在空气中运动时受到的阻力最小，有利于飞翔，飞行时，两只翅膀不断上下扇动，豉动气流，就会发生巨大的下压抵抗力，使鸟体快速向前飞行。

其次，鸟类的骨骼坚薄而轻，骨头是空心的，里面充有空气，解剖鸟的身体骨骼还可以看出，鸟的头骨是一个完整的骨片，身体各部位的骨椎也相互愈合在一起，肋骨上有钩状突起，互相钩接，形成强固的胸廓，鸟类骨骼的这此独特的结构，减轻了重量，加强了支持飞翔的能力。

第三，鸟的胸部肌肉非常发达，还有一套独特的呼吸系统，与飞翔生活相适应，鸟类的肺实心而呈海绵状，还连有9个薄壁的气，在飞翔晨，鸟由鼻孔吸收空气后，一部分用来在肺里直接进行碳氧交换，另一部分是存入气，然后再经肺而排出，使鸟类在飞行时，一次吸气，肺部可以完成两次气体交换，这是鸟类特有的“双重呼吸”保证了鸟在飞行时的氧气充足。

另外，我认为在鸟类身体中，骨骼，消化，排泄，生殖等器官机能的构造，都趋向于减轻体重，增强飞翔能力，使鸟能克服地球吸引力而展翅高飞。
鸟类的翅膀是它们拥有飞行绝技的首要条件。在同样拥有翅膀的条件下，有的鸟能飞得很高，很快，很远；有的鸟却只能作盘旋，滑翔，甚至根本不能飞。由此可见，仅仅是翅膀，学问就不少。
鸟类翅膀结构的复杂性，决不亚于鸟类本身的复杂性。如果鸟翅的羽毛构造，能巧妙地运用空气动力学原理，当它们作上下扇动或上下举压时，能推动空气，利用反作用原理向前飞行；羽毛构造合理，能有效的减少飞行时遇到的空气阻力，有的还能起到除震颤消噪音的作用。各种不同种类的鸟在各自翅膀上有较大的区别，这样一来，仅仅是翅膀的差异，就造就了许多优秀与一般的“飞行员”。
国家的一些二级保护动物，雄性体重超过14千克，身长达120厘米，翼展长度达240厘米。
再比如说，翼展为2.3米的军舰鸟，通常在海岸160公里的海上飞行，是我国一级保护动物。
看了前面的内容，也许有人会问，仅仅是翅膀就可以飞行了吗？不，把鸟类送上蓝天的还有它们特殊的骨骼。鸟骨是优良的“轻质材料”，中空，质轻。据分析，鸟骨只占鸟体重的5％～6％；而人类骨头占体重的18％。由于骨头轻，翅膀极容易带动起来，加上鸟体内还有很多气囊与肺相连，这对减轻体重，增加浮力非常有利。
这些优越的条件毫无疑问让鸟类拥有飞行绝技，使它们在另一个生存空间施展本领。但是，我认为，鸟类能飞上蓝天，可能还有别的原因，只是人类到现在还没有发现。

大尺度的鸟飞行运用的空气动力学原理与小尺度的蜻蜓、蜂鸟是完全不同的。空气中存在着大量微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流，小尺度的蜻蜓、蜂鸟快速振动翅膀也能造成这类微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流，可以类比成布朗运动吧，但布朗运动的尺度还要远远小于微小尺度的空气旋涡。在与微小尺度的空气旋涡尺寸处于同一数量级上，密度又不太高的蜻蜓能充分利用了这些微小尺度的空气空气运动，因而能作出令人惊讶的不凡的飞行技能，而且其飞行效率也是远高于大尺度飞鸟的。
而蜂鸟由于密度大于蜻蜓，利用微小尺度的空气运动的能力就要弱一些，必须依靠快速振动翅膀，造成这类微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流，再加以利用，但仍远胜于大尺度的飞鸟。
大尺度的飞鸟由于翅膀体积远大于这些微小空气运动的尺度，作用于翅膀上的这些微小空气运动被互相抵消掉了。这正象大尺度范围观察不到布朗运动和越大型的飞机/轮船受气流/波浪的影响越小，飞行/航行得越平稳一样。
蜻蜓和蝴蝶翅膀的结构不同，蝴蝶翅膀表面覆盖了鳞片，又不象蜂鸟有内骨骼肌肉增强及灵活运动组织，使其不能象蜂鸟蜻蜓那样进行高频率的震动，因而产生和利用微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流必然弱于蜻蜓蜂鸟，因而飞行能力必然弱于蜻蜓蜂鸟，也可以说产生和利用微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流的能力与翅膀震动频率正相关，但蝴蝶利用的仍是微小尺度的空气旋涡或小尺度的不稳定气流，与大鸟的飞行原理是完全不同的。

航模基础知识讲座

一． 伯努利原理和机翼升力

图1-两张纸在内外压强差作用下靠拢

· 伯努利原理

如果两手各拿一张薄纸，使它们之间的距离大约4~6厘米。然后用嘴向这两张纸中间吹气，如图1所示。你会看到，这两张纸不但没有分开，反而相互靠近了，而且用最吹出的气体速度越大，两张纸就越靠近。
(你最好到这个网站结合图片瞧一瞧,另外,初中物理初二版有介绍啊.)

图2-气流从机翼上下方流过的情况机翼升力原理

从这个现象可以看出，当两纸中间有空气流过时，压强变小了，纸外压强比纸内大，内外的压强差就把两纸往中间压去。中间空气流动的速度越快，纸内外的压强差也就越大。

· 机翼升力原理

飞机机翼地翼剖面又叫做翼型，一般翼型的前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。前端点叫做前缘，后端点叫做后缘，两点之间的连线叫做翼弦。当气流迎面流过机翼时，流线分布情况如图2。原来是一股气流，由于机翼地插入，被分成上下两股。通过机翼后，在后缘又重合成一股。由于机翼上表面拱起，是上方的那股气流的通道变窄。根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得知，机翼上方的压强比机翼下方的压强小，也就是说，机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大，这个压力差就是机翼产生的升力。

图1-两张纸在内外压强差作用下靠拢

· 伯努利原理

如果两手各拿一张薄纸，使它们之间的距离大约4~6厘米。然后用嘴向这两张纸中间吹气，如图1所示。你会看到，这两张纸不但没有分开，反而相互靠近了，而且用最吹出的气体速度越大，两张纸就越靠近。

图2-气流从机翼上下方流过的情况机翼升力原理

从这个现象可以看出，当两纸中间有空气流过时，压强变小了，纸外压强比纸内大，内外的压强差就把两纸往中间压去。中间空气流动的速度越快，纸内外的压强差也就越大。

· 机翼升力原理

飞机机翼地翼剖面又叫做翼型，一般翼型的前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。前端点叫做前缘，后端点叫做后缘，两点之间的连线叫做翼弦。当气流迎面流过机翼时，流线分布情况如图2。原来是一股气流，由于机翼地插入，被分成上下两股。通过机翼后，在后缘又重合成一股。由于机翼上表面拱起，是上方的那股气流的通道变窄。根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得知，机翼上方的压强比机翼下方的压强小，也就是说，机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大，这个压力差就是机翼产生的升力。

鸟类是怎样演化来的?
这是科学上的一个难题。因为鸟类的骨骼脆弱，又是在天空飞的，形成化石的机会很少，所以关于鸟类起源的化石资料也不多。目前，世界上只发现5例原始鸟类的化石。这5例原始鸟类化石都是在德国的巴伐利亚州的石灰岩层中发现的,距现在已有1.5亿年了，这些化石被证明为始祖鸟。这些化石上有清晰的羽毛印痕，而且分为初级和次级飞羽，还有尾羽。它的前肢特化成飞行的翅膀，后足有4个趾，三前一后；锁骨愈合成叉骨，耻骨向后伸长。这些特
征都与现代鸟类相似。但奇怪的是，它的嘴里长着牙齿，翅膀尖上长着三个指爪；掌骨和跖骨都是分离的，还有一条由许多节分离的尾椎骨构成的长尾巴，这些特点又和爬行类极为相似。经研究证明，它是爬行类向鸟类过渡的中间阶段的代表，所以被称为"始祖鸟"。据测定，始祖鸟最小飞行速度是每秒7.6米，它可以鼓翼飞行,但不能
持久。始祖鸟是怎样从地栖生活转变为飞翔生活的呢?关于这个问题,有两种说法。一种认为，原始鸟类在树上攀缘，逐渐过渡到短距离滑翔，进一步变为飞翔。另一种认为，原始鸟类是双足奔跑动物，靠前肢网捕小型动物为食，前肢在助跑过程中发展成翅膀。始祖鸟虽然仅仅发现在化石里，但它为鸟类的起源提供了证据，被认作鸟类的祖先。
鸟类飞行起源的争议由来已久
中科院古脊椎动物与古人类研究所周忠和研究员介绍说，有关鸟类飞行的起源，学术界一直存在两种对立的假说。一种是地栖起源说，另一种为树栖起源说。前者认为，鸟类的飞翔是由它们的祖先恐龙在奔跑、跳跃的过程中逐渐升腾起飞成功的。而后一种假说则认为，鸟类最初的飞行是通过借助树木的高度，先进行滑翔，后逐渐发展产生特有的振翅飞翔的本领的。
鸟类飞行的两种起源假说都承认鸟类的祖先具有长长的尾巴，但功能不大相同。地栖起源假说认为：它们在奔跑中扇动前肢以增加后肢在地面奔跑的速度，在这一过程中它们身体上的鳞片逐步增大伸长，在奔跑、跳跃的过程中，鳞片最终发展成羽毛，鸟类的祖先也最终能够由地面升腾上天。在鸟类飞行地栖说中始祖鸟一直是很重要的证据，持此观点的学者认为始祖鸟是在地面奔跑的动物。
而树栖起源说则认为，鸟类的祖先是个体较小的动物，它们最初由地面爬到树上，可能是为了顾全自身安全。鸟类的祖先先是爬树，栖息于树上，然后便开始在树间进行跳跃，在这些活动过程中，鸟类的祖先便逐步地压扁身体，增加身体的表面积，羽毛逐渐扩大，从而学会滑翔，最终具有了特有的振翅飞行能力。
总的来说，鸟类飞行树栖起源说认为早期鸟类是树间的跳跃和滑翔来学会飞行的。鸟类飞行地栖起源说，则认为鸟类的恐龙祖先都是地栖生活的，而且是快速奔跑的动物，它们是在快速奔跑中逐渐腾空而起的。

升力——空气浮力+翅膀对空气拍打即对空气施力，根据牛顿第三定律，作用力与反作用力，空气还给鸟翼一个反向作用力。翅膀不断拍打，力就不断补充，便能持续飞行啦~