Storyboard

Vögel haben eine sehr eigenartige Art zu fliegen, die sie von den Techniken unterscheidet, die vom Menschen in ihren Flugzeugen verwendet werden. In diesem Fall erfüllen die Flügel eine doppelte Funktion, indem sie sowohl Auftrieb als auch Schub erzeugen, selbst wenn der Vogel stillsteht.

>Modell

ID:(2056, 0)

Konzept

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ID:(15178, 0)

Konzept

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Wenn Sie das Video einer Taube, die seitlich betrachtet fliegt, studieren, können Sie beobachten, wie sie ihre Flügel vor- und zurückbewegt.

None

Während der Vorwärtsbewegung erzeugt der Vogel Auftrieb, während er sich während der Rückwärtsbewegung vorantreibt.

ID:(1587, 0)

Konzept

>Top

Wenn Sie das Video einer Taube betrachten, die aus einer frontalen Perspektive fliegt, können Sie beobachten, wie sie ihre Flügel ausbreitet und wieder zusammenzieht.

None

Während der Vorwärtsbewegung breitet der Vogel seine Flügel zum ersten Mal aus, um Auftrieb zu erzeugen, während er sich während der Rückwärtsbewegung zum zweiten Mal ausbreitet, um sich vorwärts zu bewegen.

ID:(1589, 0)

Beschreibung

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Um den Flügel zu modellieren, müssen wir die Spannweite der Flügel ($L$), die Breite der Flügelbreite ($\Delta$) und die Flügelhöhe ($\delta$) des Flügels schätzen, um die Oberfläche, die Auftrieb erzeugt ($S_w$) und der Gesamtobjektprofil ($S_p$) berechnen zu können. Ein Artikel mit Daten für Zugvögel finden Sie in [1]:

Hinweis: In diesem Fall werden Flügelflächen und Spannweiten angegeben, sodass die Breite als $S_w/L$ geschätzt werden kann. Ebenso kann die Flügelhöhe aus der Profilfläche geteilt durch die Spannweite $S_p/L$ geschätzt werden, obwohl in diesem Fall nicht berücksichtigt wird, dass das Profil den Körperabschnitt des Vogels einschließt.

[1] "Field Estimates of Body Drag Coefficient on the basis of dives in passerine Birds" (Feldschätzungen des Körperwiderstandsbeiwerts auf der Grundlage von Tauchgängen bei Singvögeln), Anders Hedenström, Felix Liechti, The Journal of Experimental Biology, 204, 1167-1175 (2001).

ID:(1585, 0)

Bild

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Wenn wir verschiedene Flügeltypen vergleichen, fällt auf, dass Greifvögel tendenziell kürzere und breitere Flügel haben, während Zugvögel längere und schmalere Flügel aufweisen. Daher ergibt es Sinn, der Flügel Factor ($\gamma_w$) als das Verhältnis zwischen die Spannweite der Flügel ($L$) und der Flügelbreite ($\Delta$) zu definieren:

None

ID:(7043, 0)

Konzept

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Ausgewählter Parameter

Berechnungen

ID:(15191, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Die Oberfläche, die Auftrieb erzeugt ($S_w$) kann mithilfe von die Spannweite der Flügel ($L$) und der Flügelbreite ($\Delta$) wie folgt geschätzt werden:

$ S_w = L \Delta $

Bedingungen

Variablen

$\Delta$

Flügelbreite

$m$

$S_w$

Oberfläche, die Auftrieb erzeugt

$m^2$

$L$

Spannweite der Flügel

$m$

Beziehung

ID:(4553, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Der Gesamtobjektprofil ($S_p$) kann mithilfe von die Spannweite der Flügel ($L$) und die Flügelhöhe ($\delta$) wie folgt geschätzt werden:

$ S_p = L \delta $

Bedingungen

Variablen

$\delta$

Flügelhöhe

$m$

$S_p$

Gesamtobjektprofil

$m^2$

$L$

Spannweite der Flügel

$m$

Beziehung

ID:(4554, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Der Flügel Factor ($\gamma_w$) wird definiert als die Beziehung zwischen die Spannweite der Flügel ($L$) und der Flügelbreite ($\Delta$):

$ \gamma_w =\displaystyle\frac{ L }{ \Delta }$

Bedingungen

Variablen

$\gamma_w$

Flügel Factor

$-$

$\Delta$

Flügelbreite

$m$

$L$

Spannweite der Flügel

$m$

Beziehung

Dieser Faktor neigt dazu, bei Zugvögeln größer und bei Greifvögeln kleiner zu sein.

ID:(4551, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Analog zu der Flügel Factor ($\gamma_w$) kann der Flügelprofil-Faktor ($\gamma_p$) definiert werden. Dieser Zusammenhang verknüpft die Spannweite der Flügel ($L$) mit die Flügelhöhe ($\delta$) wie folgt:

$ \gamma_p =\displaystyle\frac{ L }{ \delta }$

Bedingungen

Variablen

$\delta$

Flügelhöhe

$m$

$\gamma_p$

Flügelprofil-Faktor

$-$

$L$

Spannweite der Flügel

$m$

Beziehung

ID:(4555, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Wie die Power of flight ($P$) in Beziehung zu die Dichte ($\rho$), der Gesamtobjektprofil ($S_p$), der Widerstandskoeffizient ($C_W$), die Körpermasse ($m$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$), die Proportionalitätskonstante Koeffizient Nachhaltigkeit ($c$), die Oberfläche, die Auftrieb erzeugt ($S_w$) und die Geschwindigkeit in Bezug auf das Medium ($v$) durch

,

können wir die Leistung in Bezug auf der Flügel Factor ($\gamma_w$) und der Flügelprofil-Faktor ($\gamma_p$) ausdrücken als

$ P_w =\displaystyle\frac{1}{2} \rho L ^2 C_w v ^3\displaystyle\frac{1}{ \gamma_p }+\displaystyle\frac{2 m ^2 g ^2}{ c ^2 L ^2 \rho } \gamma_w \displaystyle\frac{1}{ v }$

Bedingungen

Variablen

Beziehung

Entwicklung

Wie die Power of flight ($P$) in Beziehung zu die Dichte ($\rho$), der Gesamtobjektprofil ($S_p$), der Widerstandskoeffizient ($C_W$), die Körpermasse ($m$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$), die Proportionalitätskonstante Koeffizient Nachhaltigkeit ($c$), die Oberfläche, die Auftrieb erzeugt ($S_w$) und die Geschwindigkeit in Bezug auf das Medium ($v$) steht durch

$ P =\displaystyle\frac{1}{2} \rho S_p C_W v ^3 + \displaystyle\frac{2 m ^2 g ^2}{ c ^2 S_w \rho }\displaystyle\frac{1}{ v }$

,

zusammen mit den Definitionen von die Oberfläche, die Auftrieb erzeugt ($S_w$) in Bezug auf der Flügelbreite ($\Delta$)

$ S_w = L \Delta $

,

und der Flügel Factor ($\gamma_w$)

$ \gamma_w =\displaystyle\frac{ L }{ \Delta }$

,

sowie Flügelprofil ($S_p$) in Verbindung mit die Flügelhöhe ($\delta$)

$ S_p = L \delta $

,

und der Flügelprofil-Faktor ($\gamma_p$)

$ \gamma_p =\displaystyle\frac{ L }{ \delta }$

,

schließlich, wie

$ P_w =\displaystyle\frac{1}{2} \rho L ^2 C_w v ^3\displaystyle\frac{1}{ \gamma_p }+\displaystyle\frac{2 m ^2 g ^2}{ c ^2 L ^2 \rho } \gamma_w \displaystyle\frac{1}{ v }$

.

.

ID:(9593, 0)