科学家首次运用气动力学破解夜翼龙会飞之谜

　　会飞的“三叉星”——中国科学家首次运用气动力学破解夜翼龙会飞之谜

　　新华网北京12月15日电 （记者崔静）作为恐龙的近亲，夜翼龙的飞行本领究竟如何，这一直是科学上的一个不解之谜。中国古生物学者与航空专家日前首次运用气动力学证明，夜翼龙正是利用高耸于头上的脊冠充当风帆，才具有了高超的飞行能力。专家表示，这一研究成果可能对无人机的设计理念提供借鉴。

　　翼龙是恐龙的近亲，是最早飞向蓝天的脊椎动物，有时也被误认为是“会飞的恐龙”。中国地质科学院地质研究所青年学者邢立达介绍说，作为翼龙的一种，夜翼龙最突出的特征是其前肢上极度加长的第四指，该指由长而粗的三、四个指节组成，附着有一张大大的膜，而成为飞行的翅膀。而一些夜翼龙的脑袋上长有非常奇特的脊冠，这些脊冠的长度已经与翅膀差不多长，令夜翼龙从正面看活像奔驰汽车的“三叉星”徽标。

　　邢立达说，对这些脊冠的作用，古生物学者做过很多研究，目前有着很多假说，如充当飞行的方向舵、减速板、炫耀展示等，但这些假说多数停留在理论阶段，并未做具体的空气动力学分析。

　　以邢立达与北京航空航天大学的吴江浩副教授为首的研究小组，通过重建标本，首次从飞行力学、空气动力学的角度探讨了翼龙类发育夸张的脊冠的功用。学者们运用3Ｄ技术，假设其脊冠附着有膜，在低速空气动力学的范畴下，分析这一头帆可能具有的力学特性。这一研究成果刊登在15日出版的2009年第1期《地质学报》英文版上。

　　邢立达说，模拟显示，当这只夜翼龙在空中飞翔时，庞大的头帆可以在其顺风时产生巨大的推力，令其如虎添翼，这一推力几乎超过其体重的90％；逆风时，它只要调整头帆角度，亦能获得分力前进。同时，这只夜翼龙还可以依靠调整头帆气动中心与自身重心的位置来控制推力，这些高超的技艺充分表明，夜翼龙已经是一类具有高超飞行能力的动物，这也符合近几年来主流翼龙学者的结论。

　　此外，研究学者们还对比了有头帆的脊冠、无头帆的脊冠和无脊冠三种模型的气动特性，结果表明，没有头帆的脊冠的推力和力矩特性要比有头帆的脊冠弱很多，而无脊冠的推力和力矩特性则不存在。

　　“所以，我们这个基于空气动力学的分析得出的结论是，夜翼龙的脊冠很可能附着有膜，它可以利用这一结构的气动特点辅助飞行。”邢立达说。

　　对此研究，国际著名古生物专家、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所教授董枝明给予了高度评价：“我们的研究结果表明夜翼龙等后期翼手龙类可能拥有超出我们想像的精确控制及高效的飞行能力，改变了我们旧有的认为翼龙不是一个敏捷的飞行动物的观念，有助于帮助我们进一步认识翼龙的进化过程。”

　　中国地质科学院地质研究所教授季强也表示：“这是中国第一次运用气动力学来研究翼龙，而且是中国首次将古生物学与航空学科交叉进行研究。通过仿生学的研究，翼龙的这种非常新颖的飞行方式可能对设计无人机产生一些启发。”