蠼螋复杂的折纸翼折叠

蠼螋复杂的折纸翼折叠

战略 蠼螋的翅膀通常整齐地隐藏在坚韧的前翅下,当需要飞行时,翅膀会弹起形状,膨胀到比折叠尺寸大十倍以上。 它们是针对飞行强度和灵活性进行优化的自然折叠图案的典型示例。

尽管昆虫翅膀的尺寸相对较大,但它们仅在翅膀与身体相连的地方含有活跃的肌肉。 但这并不会影响翅膀支撑昆虫重量和保持空气稳定性的能力。

对于蠼螋来说,关键在于翅膀的结构,它已经进化到可以快速自折叠,从打开状态到关闭状态。 它不使用肌肉,而是在折叠结构内进行预编程,使用类似于日本古代折纸工艺中的关节,但更复杂。

机翼的形状有点像折扇,分为坚硬的外部区域和更灵活的内部区域,前缘从基部到翼尖提供了一定的刚度。 这种强大的前缘有助于它承受空气动力载荷。 关键的中央机构使机翼能够从稳定的折叠状态快速转变为稳定的打开状态:折叠时,它呈凸凹折叠的形状,而在打开状态下,它变成凹金字塔,锁定到位以便飞行并赋予张开机翼稳定性。 整个机翼在中间稍微弯曲,使其能够比完全平坦的情况承受更高的弯曲力。

这种灵活机翼的强度归因于节肢弹性蛋白的存在和分布,节肢弹性蛋白是一种 蛋白质 发现于关节或折痕处。 Resilin 沿这些关节增强机翼,这些关节提供折叠线和屈曲线(机翼在飞行过程中向上或向下弯曲的线)。 关节有两种形式:不对称关节为机翼提供旋转弹簧,而对称关节则允许更大的延伸或伸展。

与刚性翅膀相比,柔性翅膀具有许多优点:蠼螋可以缓慢飞行,以较宽的速度移动,并且在空中具有很高的机动性。 所有这一切都建立在其令人难以置信的轻质特性和隐藏保护的能力之上。

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