神奇飞行家：揭开鸟类的飞翔奥秘

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布莱特·托巴尔斯克是蒙大拿大学飞行实验室的生物学家兼实验室主任，
他与该实验室的创建者生物学家肯尼斯·戴尔
一直痴迷于缩小人类和鸟类之间飞行能力的差距。

图中托巴尔斯克圈养了一只石鸡作为飞行研究之用。



起飞：

蒙大拿大学飞行实验室的主任布莱特·托巴尔斯克
在装备了高速照相机的风洞中用手托着一只珍珠斑鸠。



“胸肌担负了飞行中80%的动力来源，”托巴尔斯克博士说，
这也解释了为什么在鸟类解剖形态中，胸肌所占的比重最大。
“鸟类依靠它产生强大的力量和抵抗疲劳，
为什么某些鸟类可以从地球的一端飞到另一端，
中途却不需要休息？答案就在这里。”



当一只斑胸草雀在风洞中以8米每秒（29公里每小时）的速度飞行时，
激光照亮的橄榄油滴云雾使它的尾迹显露出来。
实验室中到处都是风洞、高速摄影机、
激光和外科设备以及产生橄榄油云雾的装置，
这些资源都是用来揭开鸟类飞行奥秘的。



一只野鸽正在向上、向左和向右挥动翅膀。
飞行实验室中开启飞行奥秘的关键法宝是一个小暗室，
暗室中架设了两台每秒可拍摄1000帧画面的照相机，
这种设备是军队为弹道研究需要而开发的，
它可以放慢高速动作，并保持高分辨率。



一只珍珠斑鸠正在风洞中飞行。
实验室中的设备可以让研究者去追踪鸟周围雾气的运动情况，
展现鸟儿们是从何处获得升力和行进力的。
结果发现，鸟类翅膀前沿产生的涡流增强了它们的升力。



这些用于试验的鸟类中既有小巧的珍珠斑鸠，
也有体型硕大的乌鸦，
它们的胸部和其他地方都被手术植入了水晶传感器，
用以测量飞行中的肌肉收缩。



鸟类在起飞上升至最高点时会同时拍击双翅，
同时在空中交替使用翅膀以获得上升力。
“翅膀就像风扇一样会吸入空气，”托巴尔斯克说，
“并在身体下方产生每小时16公里的空气喷射流。”



戴尔博士今年57岁，剃个光头，留着山羊胡子，
对于研究鸟类飞行有一种宗教般的热忱。
戴尔曾主持过一档关于观鸟冒险活动的电视节目，
他和同为生物学家的儿子特里都非常热衷于飞行，
两人正在计划结伴完成环球飞行。



展翅飞翔：
棕煌蜂鸟悬停时引发的尾流。
黄色的矢量位点是通过粒子图像测速技术显现的气流速度。
背景中的薄雾为激光照亮的橄榄油滴形成的云状物。



肯尼斯·戴尔（右）和布兰登·杰克逊正在检查一只疣鼻天鹅。



巴尔斯克博士正在野外观测站观察一只石鸡。



飞翔中的鸟类。



飞翔中的鸟类。



飞翔中的鸟类。



飞翔中的鸟类。




飞翔中的鸟类。



飞翔中的鸟类。



飞翔中的鸟类。