不列颠哥伦比亚大学(UBC)的动物学家和T大学工程学院的航空专家Philippe Lavoie教授之间的独特合作，为海鸥如何配置其机翼形状(称为机翼变形)以稳定飞行提供了新的见解。这些发现可用于设计更高效的飞机，包括用于农业或环境监测的高空无人机。

虽然滑翔鸟类稳定飞行路径的能力与它们产生升力的能力一样重要，但对鸟类飞行稳定性的定量研究相对较少。这是UBC研究人员Christina Harvey、Vikram Baliga教授和Doug Altshuler教授在多伦多大学航空航天研究所(UTIAS)的风洞实验室中领导Lavoie。

研究人员测量了12种不同机翼形状的升力和阻力，所有机翼的肘部和肩部角度都略有不同。他们确定，通过简单地调整海鸥的肘关节——向外或向内张开翅膀——海鸥可以过渡到各种机翼形状，以便稳定地滑翔。翱翔时，翅膀充分展开，形状更加圆润，稳定性增加。在起飞或着陆时，它们更嵌入，形状更扁平。

“如果你能改变机翼的形状，当你需要更多的耐力时，你可以创造出更稳定的配置和更低的阻力，”拉沃伊说。“海鸥可以利用上升气流来增加高度，所以不用扇动翅膀来节省能量。但是如果它们需要快速移动，比如潜水和钓鱼，它们可以改变翅膀的形状。目的。”

研究海鸥如何利用机翼形状进行长距离飞行并控制其飞行对拉沃伊来说特别有趣，因为它有可能为未来飞机的设计提供信息，包括固定翼无人机(UAV)，也称为无人驾驶飞行器。

“变形的好处是，在飞行过程中你不需要笨重的控制表面，所以你可以通过翱翔更容易地利用能量收集，”拉沃伊说。他想象固定翼无人机可以在炎热的上升气流中滑行，因为它们可以扫描管道的缺陷，寻找大型农场的干旱或作物疾病的迹象，或者监控驯鹿群的移动。固定翼无人机还可以用来跟踪森林火灾的范围和演变。

“生物启发研究的想法是试图了解大自然是如何做到这一点的，因为它有数百万年的时间来适应某些条件，”拉沃伊说。“一旦我们做到了这一点，我们就可以看看是否有一些元素可供我们自己的设计选择。”

研究人员还强调了跨学科研究的好处和重要性。

“与拉沃伊教授一起工作是一次很棒的经历，他的经验和知识是这个项目不可或缺的一部分。对UTIAS风洞的研究是这项工作的关键部分，”哈维说。“我期待着继续将工程工具和专业知识与生物学问题相结合，以便我们能够更好地了解鸟类飞行。”

“这是一个非常有趣的项目，从不同领域获得这些不同的机会总是很好，”拉沃伊补充道。“它让事情变得新鲜，让你从不同的角度思考。”