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自然界沒有鳥帶護目鏡，它們(men) 壓根就不需要額外設備在飛行中防風沙，因為(wei) 它們(men) 眼睛上有一個(ge) 叫瞬膜的器官，簡單來說就是“第三眼瞼”，在高速飛行過程中有保護眼球的作用。

那層半透明的就是瞬膜 圖源：pinterest

但今天，我們(men) 不是帶大家了解鳥的瞬膜，而是介紹一隻真的戴著護目鏡的鳥。當然，眼鏡不是鳥自己戴的，而是科學家給它戴上的。

科學家為(wei) 什麽(me) 給它戴護目鏡呢？鳥有瞬膜，戴護目鏡豈不是瞧不起鳥兒(er) 自身的本領嗎？如果你想要知道真相，就接著看下去吧！

如何馴服一隻鳥帶上護目鏡？

這隻被科學家戴上護目鏡的鳥名叫歐比，一隻來自斯坦福大學的太平洋鸚哥（Forpus coelestis）

戴護目鏡的太平洋鸚哥 圖源：Eric Gutierrez

科學家給它戴上的是一個(ge) 3D打印定製的護目鏡，鏡片的材質很普通——聚碳酸酯，可以防激光的直射。在此之前，從(cong) 沒有人專(zhuan) 門給鳥造過護目鏡，因此製作過程就是一個(ge) 試錯的過程，經過大量的嚐試，科學家終於(yu) 讓鏡片的厚度和重量達到了最合適的情況。

專(zhuan) 門定製的護目鏡 圖源：文獻1

科學家們(men) 原本找來了三隻太平洋鸚哥來戴護目鏡，但隻有一隻適應了，正是歐比。他們(men) 花了好幾個(ge) 月的時間，天天喂它吃新鮮西藍花和種子，才讓它老實戴上護目鏡。

圖源：Eric Gutierrez

費了那麽(me) 大力氣，科學家肯定不隻是想看看鳥帶護目鏡飛行有什麽(me) 反應，要是實驗目的真那麽(me) 簡單，估計科學家申請的經費都下不來。那真實原因到底是什麽(me) 呢？咱們(men) 不妨繼續往下看。

戴著護目鏡飛行的歐比 圖源：Eric Gutierrez

給鳥兒(er) 帶護目鏡的真相

前麵提到，護目鏡對歐比來說有一個(ge) 重要的作用——防激光。太亮的光照到眼睛會(hui) 造成損害，更何況能量密度極高的極光，當激光以極小的照射麵積射到眼球上時，高能量就會(hui) 讓眼球組織的溫度急劇升高，致使眼球被灼傷(shang) 。即便有瞬膜保護的鳥兒(er) ，都無法避免激光直射眼睛的損害。

訓練過程 圖源：Eric Gutierrez

那為(wei) 什麽(me) 要用到激光？因為(wei) 科學家想要做的實驗需要用到激光，所以才給實驗對象歐比戴上護目鏡。而實驗研究便是關(guan) 於(yu) 鳥在飛行拍打翅膀的過程中，產(chan) 生渦流和升力的問題。

研究原理 圖源：文獻1

對於(yu) 固定機翼的飛機來說，下翼麵的壓強比上翼麵高，在上、下翼麵壓強差的作用下，下翼麵的氣流就繞過翼尖流向上翼麵。由於(yu) 上、下翼麵氣流在後緣處具有不同的流向，於(yu) 是就形成渦流。而機翼上產(chan) 生的升力越多，渦流也就越強。這就是渦升力。

一般做流體(ti) 力學的研究，就得觀察記錄下流體(ti) 的變化過程。想要記錄下空氣的流體(ti) 變化，就得用上激光。

在激光中飛行的歐比 圖源：Eric Gutierrez

但光有激光是不夠的，還得在歐比飛行空中噴一些氣溶膠液體(ti) ，模擬空中的一層薄霧，這樣才能將空氣的流動展現出來。

如果沒有氣溶膠，激光會(hui) 直接穿透空氣，不會(hui) 發生折射，也不會(hui) 發生反射，自然不能展現空氣的流動變化，激光輻照就照了個(ge) 寂寞。

在霧氣中飛行的歐比，通過激光可以看到流體(ti) 的變化

圖源：Eric Gutierrez

你可以看到，在歐比振翅的過程中會(hui) 產(chan) 生渦流，類似於(yu) 飛機產(chan) 生的渦流。

不過和固定機翼的飛機產(chan) 生的渦流不一樣的地方是，前者的比後者的不穩定，一下就“碎”了。飛機產(chan) 生的渦流要在飛機飛遠後才碎，而鳥的則是飛出去拍打翅膀不到3下就碎了。

很明顯，鳥的振翅產(chan) 生的渦流比飛機產(chan) 生渦流複雜的多。

振翅過程中的產(chan) 生的渦流 圖源：文獻1

知道了鳥在振翅中產(chan) 生的渦流變化，便可以通過翅膀運動學方程、空氣動力學模型、姿態運動學方程以及質心的動力學方程等建立模型，然後分析飛行過程中不同時刻的升力和阻力，最終了解鳥兒(er) 振翅是如何穩定飛行的……

當然這隻是理想情況，因為(wei) 這位科學家到最後還是沒搞懂渦流的變化規律（也不可能這麽(me) 簡單），隻是提出了一個(ge) 解決(jue) 問題的構思，並通過給鳥戴上護目鏡嚐試研究……

不過，隨著科學技術的成熟，也許在不遠的將來，我們(men) 真能設計出大型的振翅飛行器。

對了，為(wei) 了解決(jue) 護目鏡起霧的問題，科學家在鏡片內(nei) 側(ce) 塗了薄薄一層剃須膏，很有用，也許你可以在你眼鏡上試試。

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