根據空氣動力學,大黃蜂飛得起來嗎?

這是一個很古老的雞湯文里提到的事情,可信度有多高?

[轉]從空氣動力學看,大黃蜂是無論如何不會飛的~


這個叫做「Bumblebee argument」,在英語圈是個流傳挺廣的說法。

那麼,誰是始作俑者?真有個科學家得出過這個結論嗎?

根據老外考據,這個故事很可能開始於1930年代。

在一個晚宴上,一個生物學家向一個空氣動力學工程師詢問「蜜蜂飛行」的問題。因為晚宴時間有限,工程師給了生物學家一個「簡單的模型」——蜜蜂有一個剛性的、光滑的翅膀。然後根據這個翅膀計算升力。結果很明顯——升力不夠,飛不起來。

但是,大家可能已經發現了,這個「簡單的模型」簡單過頭了——簡單到沒有考慮蜜蜂翅膀是會動的。

換言之,那個升力的計算,是把蜜蜂翅膀當作是飛機的固定翼來算的。一個翅膀不動的蜜蜂怎麼可能飛得起來!

之後不知道經過什麼樣的傳播,蜜蜂變成了黃蜂,那些吐槽固定翼的細節似乎也丟失了,只剩下一個「空氣動力學證明大黃蜂不能飛」並廣泛流傳。

[1]The Straight Dope: Is it aerodynamically impossible for bumblebees to fly?

[2]Flight of the Bumblebee


謝邀 @WarMonkey

大黃蜂不能飛這個梗至少在40年代的美國航空業內已經成為掛在牆上的雞湯文了,並且被用於命名二戰後期的衝壓發動機導彈驗證機項目The Bumblebee program,因為不知道能不能飛。

http://www.okieboat.com/Talos%20history.html

In Early 1945 the code word "Bumblebee" was assigned. The name came from a wall hanging Dr. Tuve noticed in the Office of Scientific Research and Development:

The Bumblebee Cannot Fly

According to recognized aerotechnical tests,

the bumblebee cannot fly because of the

shape and weight of his body in relation

to the total wing area.

BUT, the bumblebee doesn"t know this,

so he goes ahead and flies anyway.

昆蟲的升力機制具有非定常性,風洞沒法模擬,研究嚴重依賴於計算機技術,直到21世紀才搞清楚。實驗研究一般先對昆蟲進行高速攝影,然後在水箱里進行放大比例的實驗和PIV測量流場。計算模擬需要使用能處理動邊界問題的CFD程序。

從現有的實驗和模擬看,昆蟲撲翼的高升力主要來源於「動態失速」。即往複運動距離僅有幾倍翼弦長度,以及絕對尺寸小、雷諾數低,延緩了失速渦流的脫落。因此可用的失速攻角達到30~45度,遠超普通機翼的失速攻角10~15度,使得升力成倍增加。

其次在起飛的高功率狀態下兩翼達到最大振幅幾乎相碰,中間的空隙吸入、排出氣流可以短暫產生類似噴氣推進的反作用力。

如果有興趣可以搜索一下Ellington和Jane Wang的論文,然後按照引用看下去,實驗和代碼規模都不太大,可以在家裡DIY一個,甚至寫個配套的飛控玩。

大黃蜂的升力其實還算好理解,蚊子令人眼花繚亂的機動飛行躲避打擊更變態(現在的蚊子似乎比前幾年飛得更花),至少超過了現在無人機的避障能力。而按神經元硬體性能來說,蚊子那點腦容量頂多一塊STM32的水平(即可建模模擬),也沒有無人機的高清攝像頭和超聲/激光雷達。

這個學習過程靠羽化出水後短暫的時間?還是DNA里進化預置的數據?


1、蜂這種東西,屬於極低雷諾數空氣動力學範疇了,如果頂樓考據屬實,上世紀30年代空氣動力學才發展到啥程度?也就剛夠把人送上天

2、低雷諾數下柔性翼的氣動性能普遍優於剛性翼,這一結論主要是指抑制流動分離和渦控制方面

3、撲翼的氣動力學和固定翼的氣動力學完全就是兩種思維方式,撲翼的相關理論也是近年來才真正發展起來的,即使如此,在渦升力機理、氣動效率等方面仍然缺乏突破(這是至少5年前做實驗時讀的文獻,上次看到好像北航有突破了?)

4、就算理論突破了,目前實驗室是否能在蜜蜂撲翼頻率下採集到規整的有效的實驗數據,不論是piv的還是其他啥的,個人存疑。這種項目花錢很海的,而且應用性現在還比較低

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離開風洞多年,如有錯誤請斧正


看到大黃蜂根據「古老」的空氣動力學飛不起來,得出的結論不是空氣動力學需要改進,而是「需要努力激發潛能」,我覺得會信這個的人基本也就告別成功了……


簽名是裝逼用的,請不要撕我。

大黃蜂翅膀產生升力的原理是這樣的:

看懂了喵?(這個是別人論文里的,不想去找源頭了,想要的可以問我要,我再去找。)

完全符合空氣動力學。

有人提到雷諾數的影響,大雷諾數下和小雷諾數的蟲子確實有不同,但是還是共同點多。也就是說,製造一個很大的機械蟲子也是可能的。

這是我自己搞的大雷諾數下,撲翼的CFD,其實和小雷諾數下的差不多,就是漩渦情況不一樣,有空再細說。


我一開始以為是大黃蜂F/A-18,我想再怎麼也是架飛機,怎麼不能飛。

我想了想,可能是變形金剛裡面的大黃蜂,確實大黃蜂要飛得需要很大的推力,而且大黃蜂的造型確實不利於飛行,不過科幻電影有啥好較真的。

後來我想應該是CV-8大黃蜂號航空母艦,這個的確很難飛沒錯。

結果仔細一看是昆蟲大黃蜂


蜂鳥和大黃蜂的翅膀軌跡差不多,截了幾個圖

來自紀錄片《看不見的世界》


參考Harvard的Microroboticslab的工作。流場視頻:http://youtu.be/aiF31lUtYx4

簡單講就是八字形撲翼不能用固定翼理論去套,小尺寸的昆蟲也不能用鳥類撲翼模式去套。


某隻不願透露姓名的塑料蟲:總有人黑我超音速性能不好,老娘忍了;如今居然有人黑老娘不會飛。。。。


跑個題,這雞湯文邏輯性也太差了吧。

理論計算與實際不符,得出的結論不應該是計算錯誤或理論基礎有問題嗎?

原文:

生物學家根據空氣動力學原理經過仔細推算,最後斷言大黃蜂是絕對不可能飛的,但令人不解的是,大黃蜂不僅能飛,而且飛行速度遠遠超過一般的飛禽,原因何在?就是因為大黃蜂沒有因此妄自菲薄。

這思路。。。我是跟不上了。。。


根據空氣動力學,它也不能上天啊。


我也想飛,比大黃蜂還想飛!為什麼我飛不起來hhhhhhh

其實大黃蜂是靠極地的雷諾數下空氣黏度飛的,和固定翼不是一碼事


氣動狗爬了兩天知乎終於看到一個能答得上來的問題了。。。感動的。。。

簡單的先提一下,「dynamic stall」。等下了飛機會電腦上詳細回答這個問題


只要推重比夠大,板磚都飛得起來


大黃蜂想了半天,然後它就不會飛了


站在風口上,豬都能飛起來。

何況是蜂


這個謠言也不知道是誰製造的,都飛起來了你告訴我黃蜂不符合空氣動力學???我擦


我剛看到這個問題以為是說F/A-18不會飛。。。


根據空氣動力學,大黃蜂是飛不起來的,賽博坦的那隻也不例外。所以你所見到的會飛的大黃蜂一定是幻覺。


人類用鐵做的粗糙東西都能飛,竟然質疑大自然的傑作?


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