1、鳥兒的飛行
鳥類有很多種,但是絕大部分的飛行高度都沒有達到萬米高空,
2、鳥兒墜落的能量
為了說明問題,我以大雁為例,因為它飛的更高,具備的勢能更大。正常體型的大雁體重約6kg,胖的大雁有12kg。我們還是以正常體型6kg來計算。大雁圖如下,體型還是較大的,身長可達90cm,翼展可達1.8m(鴻雁)。
飛在萬米高空的大雁,大概具備的勢能是600kJ。假設大雁飛的好好的,突然因為某種原因暈了(沒死),失去對身體的控制。此時,大雁開始往下墜落。若忽略空氣阻力,那么落地速度達到了447m/s,都超過音速340m/s了。
但是,
大雁體型較大的,迎風面積參考鵝的體型,大概類似直徑25cm的圓。帶入數據后,大雁墜落平衡的速度約為61.5m/s。也就是說,
3、墜落能量的對比——傷害判定
由于大雁也是鳥,因此這里不得不提一下飛機的鳥撞實驗。鳥撞的相對速度大約在70-450m/s范圍內。撞擊的后果除了機毀人亡,鳥本身也是同歸于盡。前面說了,鳥類飛行高度約1500m高度上下,此時,飛機正處于加速上升,或減速下降的階段,飛行速度不會太高,遠未達到巡航的200m/s多的速度。大概,也就70m/s左右吧。
換個說法,當鳥與70m/s的速度與飛機撞擊時,鳥本身會變得尸骨無存。
如果是體型較小的麻雀呢(上圖)?麻雀約50g,迎風面半徑約2cm,由此得到
4、失速
根據上面的分析,我們發現鳥類從高空墜落,基本不可能存活。為了弄清楚鳥類會不會失速,首先的弄清楚什么是失速。
維基百科:在流體動力學,失速(英語:stall)是指翼型氣動迎角(Angleofattack)增加到一定程度(達到臨界值)時,翼型所產生的升力(liftforce)突然減小的一種狀態。翼型氣動迎角超過該臨界值之前,翼型的升力是隨迎角增加而遞增的;但是迎角超過該臨界值后,翼型的升力將遞減。
失速是飛機非常害怕的一種現象,前段時間著名的波音737max飛機失事,就是因為軟件檢測到迎角過大,從而自動俯沖,造成事故。
作為自由飛翔的鳥類,
5、總結
鳥類飛行高度大部分在1500m左右,只有部分大雁可以飛到接近萬米的高度。由于空氣阻力的存在,鳥類墜落的速度最終會平衡,平衡速度約35m/s-61m/s。這個速度的撞擊,依然會讓血肉之軀的鳥兒尸骨無存,不可能存活。鳥類可以自由的控制自己的翅膀,所以可以輕松的進入失速和改出失速,鳥類之所以從高空墜落不死,原因在于鳥是活的,可以隨時調整翅膀,改出失速。