为什么大雁排队飞行会节约能量?

本文围绕“为什么大雁排队飞行会节约能量”的问题,介绍了大雁迁徙时的雁阵排列形式,结合飞机飞行的诱导涡流原理,解释了雁群排队飞行可节约能量的原因,同时说明头雁飞行最费力,雁群会轮流更换头雁以确保所有成员抵达目的地。

为什么大雁排队飞行会节约能量

大雁在迁徙时总是几十只、数百只甚至上千只汇集在一起,互相紧接着列队而飞,古人称之为雁阵。雁阵由有经验的头雁带领,加速飞行时,队伍排成“人”字形。一旦减速,队伍又由“人”字形换成“一”字长蛇形,这是为了进行长途迁徙而采取的有效措施。

空气动力学家发现,飞机在飞行过程中,其机翼下表面所受到的气流压力大于上表面所受到的气流压力。此压力差不但为飞机提供了升力,同时也会使飞机翼梢下方的气流向上方偏转,形成两道诱导涡流。诱导涡流会在机翼外侧产生上升气流,在机翼内侧产生下降气流,并对飞机产生诱导阻力。

大雁在飞行过程中,会在翼梢处产生类似的诱导涡流。当雁群排成“人”字形飞行时,除头雁外的其他大雁都会遇到诱导涡流所产生的上升气流,从而节省飞行所需的能量消耗。由于头雁无法享受此上升气流,是雁群中飞行最费力的,雁群会轮流更换头雁,以确保其所有的成员都能飞到目的地。