食蚜蠅懸停飛行時的氣動特性

牟曉蕾 孫 茂

(北京航空航天大學 航空科學與工程學院，北京 100191)

食蚜蠅懸停飛行時的氣動特性

牟曉蕾 孫 茂

(北京航空航天大學 航空科學與工程學院，北京 100191)

用數值求解N-S(Navier-Stokes)方程的方法得到了食蚜蠅在拍動平面傾斜懸停飛行時的氣動力和氣動力矩，利用得到的氣動力矩和已知的翅膀的慣性矩求得食蚜蠅懸停時的能耗，并將得到的氣動力和能耗與正常懸停時的進行比較.主要結果為:維持食蚜蠅體重所需的舉力主要由下拍產生，該舉力是由翅膀的升力和阻力共同貢獻的，這兩點均與水平拍動的情形不同;飛行的比功率為31.71W·kg－1，與正常懸停時接近，這表明此種懸停方式有便于進行機動飛行的優點，但不帶來額外的能耗.

食蚜蠅;懸停;傾斜拍動平面;氣動力;功率

許多昆蟲都會采用懸停這種方式飛行.它們中的大多數在懸停飛行時，拍動平面接近水平，身體與水平面有較大傾角，這種懸停方式被稱為正常懸停［1］.但有一些具有高超懸停飛行能力的昆蟲 (例如食蚜蠅和蜻蜓)在懸停飛行時，翅膀的拍動平面與水平面有較大的傾角［2－3］，身體保持水平狀態，而且翅膀的拍動幅度較小.

近年來人們從空氣動力學，能耗，飛行的動穩定性與控制等方面對昆蟲的飛行進行了研究，并取得了一定的進展［4－11］.但是這些研究大部分都是針對昆蟲的正常懸停，拍動平面傾斜的情形研究得很少.目前已有的研究也僅限于運動學和形態學參數的測量，如文……