飛行的奧妙

　飛行的奧妙---鴿子的羽翅構(gòu)造

　　一羽鴿子滑翔時(shí)，翅膀就像飛機(jī)的機(jī)翼一樣，靠劃過(guò)空氣的前進(jìn)動(dòng)力產(chǎn)生上升力。但鴿子翅膀神奇的地方不僅是它們的形狀，當(dāng)它飛翔時(shí)，主羽的形狀也會(huì)隨翅膀的拍動(dòng)而改變。翅膀要制造推進(jìn)力，主羽的長(zhǎng)度、形狀和狀況就成為最重要的環(huán)節(jié)。 

　　　　　　　　　　　　文/柯林.沃克（Dr.Colin.Walker）（澳大利亞）譯/盧娜 

    幾乎每個(gè)鴿友在抓鴿子的時(shí)候總免不了會(huì)拉起鴿子翅膀瞧瞧。究竟鴿子翅膀該具備哪些特質(zhì)呢?這些特質(zhì)又真能影響它們的競(jìng)翔表現(xiàn)嗎? 

    鴿子要在空中停留，前進(jìn)和競(jìng)翔都得靠它們那一雙翅膀。光靠鑒識(shí)它們的翅膀，我們并不能絕對(duì)判斷它們競(jìng)翔能力的好壞。然而，只要鴿子的翅膀構(gòu)造未影響到它們上升和前進(jìn)的推動(dòng)力，在某一個(gè)程度上，我們依然能夠靠翅膀判斷它們的競(jìng)翔能力。 

    鴿子在空中滑翔前進(jìn)時(shí)，一雙翅膀就像飛機(jī)的機(jī)翼一樣，靠快速前進(jìn)的推動(dòng)力上升起飛。鴿子拍動(dòng)翅膀的動(dòng)作同時(shí)提供它們上升和前進(jìn)所需的推動(dòng)力。 

★上升 

    鴿子展翅升空時(shí)，它們的翅膀弧度和曲線，羽毛品質(zhì)，副羽大小和支撐翅膀的肩部起到了重要的作用。 

★翅膀弧度和曲線 

　　弧度指的是拉開(kāi)鴿子翅膀，由正面顯示出來(lái)的曲線或弧線。為了上升，翅膀一側(cè)的氣壓要比另一側(cè)為低，這時(shí)翅膀就必須呈一弧度�？諝馔ㄟ^(guò)展開(kāi)翅膀的弧度表面需花較長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)果導(dǎo)致翅膀上方的氣壓較下方為低。不同的氣壓制造出上升的動(dòng)力，即所謂的升空。這個(gè)迷人的動(dòng)作被稱(chēng)作伯努利效應(yīng)(Bernouli effect)。伯努利發(fā)現(xiàn)空氣在流動(dòng)時(shí)會(huì)形成一種動(dòng)壓(亦即是空氣造成的壓力)和靜壓 (純?yōu)榭諝庵亓?�？諝饪倸鈮簽檫@兩種壓力的總和，而且必須是相同不變的。因此，當(dāng)空氣流動(dòng)較為快速時(shí)，它的壓力就變得較小。這表示在翅膀弧度表面急速通過(guò)的空氣形成一個(gè)低壓區(qū)，導(dǎo)致鴿子上升。 

    如果鴿子想要輕松地保持相同的飛行高度，上升的動(dòng)力就必須要足以支撐鴿子的體重，而鴿子非得要靠有一雙弧度完美的翅膀才可以達(dá)到這點(diǎn)。所以，我們只要說(shuō)鴿子翅膀應(yīng)呈現(xiàn)一個(gè)完美弧度就已足夠了，而那些翅膀較平直，無(wú)法制造上升動(dòng)力的鴿子若想停留在空中就必須花費(fèi)更多的能量和熱量，所以它們也就更容易疲累。因此，鴿友應(yīng)該淘汰掉有這類(lèi)翅膀構(gòu)造的鴿子。 

★羽毛品質(zhì) 

     要獲得最大上升力，通過(guò)翅膀周?chē)�的氣流就必須呈完整的“流線型”。非“流線型”的氣流會(huì)形成漩渦引起亂流，亂流打亂平緩的氣流，導(dǎo)致上升力流失，增加翅膀的阻力(翅膀通過(guò)空氣時(shí)的阻力)。翅膀依然能制造上升力，但力度會(huì)減弱。良好的羽毛品質(zhì)來(lái)自遺傳和鴿友細(xì)心的照料，鴿子羽質(zhì)的好壞，鴿友一抓即見(jiàn)分曉。 

★翅膀表面面積 

    上升取決于翅膀的表面面積。大型翅膀比小型翅膀能容許更多空氣的通過(guò)和造成更多的上升動(dòng)力。表面面積指的是翅膀副羽和主羽的長(zhǎng)度和寬度。有人說(shuō)翅膀越大似乎就越好。然而，在本文后面有關(guān)推動(dòng)力的介紹里，各位會(huì)發(fā)現(xiàn)有關(guān)主羽的寬度和長(zhǎng)度還受其他因素限制。為了取得最大上升力，副羽必須提供展開(kāi)翅膀充分和完整的基礎(chǔ)，不過(guò)由于副羽不能影響主羽的動(dòng)作，它們的尺寸必須有所限制。跟主羽比較起來(lái)顯得長(zhǎng)的副羽能使鴿子快速飛行，但鴿子體內(nèi)的能量很快就耗盡；副羽比主羽短的鴿子飛得慢，不過(guò)能量耗損較慢，飛行時(shí)間較持久。最好的翅膀設(shè)計(jì)是整排副羽都較第l根主羽(最靠近身體的那一根主羽)為短。 

★肩部 

    許多鴿友在拉開(kāi)鴿子翅膀的同時(shí)都會(huì)摸一下它們的肩部，通常這是用來(lái)感覺(jué)由肩部到上膊部位骨頭的長(zhǎng)度。每羽鴿子這根骨頭的長(zhǎng)度都不同，而長(zhǎng)度的不同正影響了翅膀的功能。連接這根骨頭的肌肉(如胸肌和其他肌肉)在翅膀向下拍動(dòng)時(shí)，負(fù)責(zé)拉起翅膀高過(guò)背部的功能。當(dāng)鴿子狀態(tài)良好時(shí)，隨著胸肌(負(fù)責(zé)翅膀下拍和拉起上膊部)發(fā)育，這些肌肉亦跟著結(jié)實(shí)和飽滿，這個(gè)事實(shí)證明它們?cè)诮袢崭?jìng)爭(zhēng)高熱化的比賽里扮演了舉足輕重的角色。 

    上膊骨最理想的長(zhǎng)度是多長(zhǎng)呢?這點(diǎn)我們無(wú)法下定論，不過(guò)與其一味強(qiáng)調(diào)它的長(zhǎng)度，還不如說(shuō)它的長(zhǎng)度必須跟翅膀其他部分呈適當(dāng)比例來(lái)得重要。另外，上膊骨不僅提供翅膀基礎(chǔ)，同時(shí)亦支持翅膀做出正確角度。 

    翅膀與氣流呈現(xiàn)正確角度能夠創(chuàng)造出額外的上升力。當(dāng)翅膀前緣往上，氣流即被往下壓往翅膀側(cè)緣，造成一種“下降氣流”。這種“下降氣流”亦對(duì)鴿子上升提供一股助力。翅膀迎向氣流傾斜的角度越大，空氣向下的偏向度就越大，并產(chǎn)生更大的上升力。 

    一羽鴿子能夠拉直翅膀飛翔，不過(guò)這并不合乎經(jīng)濟(jì)效益。翅膀邊緣稍微仰起，拉力就低(因?yàn)槌岚蛑惶峁┬∽枇?，上升力就小。翅膀前緣仰起增加上升力，但通過(guò)某一固定點(diǎn)后，翅膀尖端即陷入氣流里，結(jié)果所引起的阻力使得鴿子往前飛行。必須長(zhǎng)時(shí)間飛行時(shí)，翅膀最佳的拉展姿勢(shì)是由水平方向呈4度角仰起。角度到達(dá)15度角后，上升力消失，鴿子即失速(Stall)。解剖學(xué)證實(shí)前翼的構(gòu)造來(lái)自遺傳。同時(shí)亦證實(shí)鴿子靠調(diào)整翅膀姿勢(shì)來(lái)控制它們的飛行速度。 

    上升亦受空氣密度影響。熱天里空氣稀薄和輕盈時(shí)，能夠比較高密度和空氣沉重時(shí)產(chǎn)生更多上升力。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)翅膀的重空氣較少所致。這也是鴿子何以較喜歡在熱天里出舍運(yùn)動(dòng)和顯得較不疲累的原因。 

    氣流速度亦對(duì)上升有影響。氣流速度越快，翅膀上方的壓力就越小，上升力就越大。有趣的是，翅膀上方的氣流速度為原先的2倍時(shí)，上升力即增為4倍。我們都見(jiàn)過(guò)一羽鴿子在鴿舍屋頂上迎風(fēng)展翅，突然像支火箭般往天空竄去的景象，問(wèn)題是有時(shí)候降落時(shí)若風(fēng)太大，它們會(huì)難以控制飛行高度。 

★推進(jìn)力 

    一羽鴿子滑翔時(shí)，翅膀就像飛機(jī)的機(jī)翼一樣，靠劃過(guò)空氣前進(jìn)的動(dòng)力產(chǎn)生上升力。但鴿子翅膀神奇的地方不僅是它們的形狀，還有鴿子在飛翔時(shí)，主羽的形狀也會(huì)隨著翅膀的拍動(dòng)而改變。其實(shí)，這在所難免，因?yàn)轱w禽類(lèi)的翅膀并不像飛機(jī)機(jī)翼，它們不僅要提供上升力，同時(shí)還必須制造前進(jìn)所需的推進(jìn)力。 

    翅膀要制造推進(jìn)力，主羽的長(zhǎng)度、形狀和狀況就成為最緊要的環(huán)節(jié)。 

★主羽 

    每一根主羽羽瓣(每一根羽毛都由一根莖管和朝兩邊延伸，所謂羽瓣的蛛網(wǎng)狀細(xì)絲材料所構(gòu)成)的尾緣都比前緣較寬闊和較具彈性。隨著翅膀往下拍動(dòng)，羽瓣隨著尾緣往上而扭曲，進(jìn)而把空氣往后推以制造出前進(jìn)力。為了快速前進(jìn)，鴿子加快拍翅速度，讓主羽更加扭曲以增加前進(jìn)力。翅膀抬起時(shí)，翅膀被拉得跟身體更接近，整排主羽也會(huì)分開(kāi)，讓空氣得以穿過(guò)翅膀。如此一來(lái)，鴿子的身體就能夠避免往下掉。有趣的是，翅膀最后抬起時(shí)稍稍往后揮動(dòng)的小動(dòng)作，促使主羽迎風(fēng)往下彎曲，以取得更大的前進(jìn)力。 

    一羽賽鴿的翅膀尺寸必須要能讓鴿子飛行起來(lái)感覺(jué)舒適，并且要和身體呈適當(dāng)比例，不然這羽鴿子的飛翔會(huì)變得沒(méi)效率，導(dǎo)致體力過(guò)快消耗殆盡。這里有一個(gè)以一隊(duì)劃船手進(jìn)行的類(lèi)似實(shí)驗(yàn)：這隊(duì)劃船手分別拿到尺寸太大或太小的劃槳，尺寸較小的劃槳滑得快，不過(guò)船的前進(jìn)速度緩慢；劃槳尺寸太大滑起來(lái)很吃力，但每滑一次船便能前進(jìn)一大步，不過(guò)劃船手很快便會(huì)感覺(jué)筋疲力竭。類(lèi)似道理，主羽長(zhǎng)度必須跟鴿子身體呈適當(dāng)比例。 

    然而，大體上來(lái)講，跟短距離高速鴿比較起來(lái)，長(zhǎng)距離鴿主羽似乎較長(zhǎng)(副羽亦較短)。短翅膀能夠快速上下拍動(dòng)，以致前進(jìn)速度快。相反地，長(zhǎng)途鴿的長(zhǎng)翅膀上下拍動(dòng)起來(lái)較花時(shí)間，不過(guò)每拍動(dòng)一次便能往前推進(jìn)一大步(就跟腿長(zhǎng)的人跨步距離較長(zhǎng)的道理一樣)。這表示拍翅次數(shù)相同，長(zhǎng)距離鴿卻能往前移動(dòng)較長(zhǎng)距離。加上其他因素使得長(zhǎng)距離鴿可以飛得更遠(yuǎn)和更持久，不過(guò)卻不會(huì)感覺(jué)疲累。由于短翅膀飛起來(lái)格外辛苦，所以高速鴿的高速飛翔僅能維持較短時(shí)間。長(zhǎng)距離優(yōu)勝鴿第10根主羽最長(zhǎng)，也沒(méi)什么不平常，還有些鴿子第8、第9和第10根主羽一樣長(zhǎng)。短距離高速鴿通常第9根主羽最長(zhǎng)。當(dāng)鴿子后幾根主羽正值換羽期，卻被送去比賽時(shí)，它們?yōu)榱司S持前進(jìn)的推動(dòng)力，羽翼工作的高困難度我們不難想像，所以它們的奮斗精神實(shí)在值得人們贊許。 

    長(zhǎng)距離鴿往往最后4根主羽間隙較大。這使得鴿子在抬起翅膀時(shí)，空氣能很容易穿過(guò)，鴿子只需花最小力氣就能抬起翅膀。高速鴿翼羽較寬，羽瓣尾端形狀較圓。如此一來(lái)，翅膀向下拍動(dòng)時(shí)，羽瓣便能推動(dòng)更多空氣，制造出更大的前進(jìn)力，所以翼羽較寬闊的鴿子飛得較快。不過(guò)，空氣阻力的增加使得鴿子翅膀往下拍動(dòng)起來(lái)更辛苦，而且由于主羽間缺乏透風(fēng)的間隙，它們抬起翅膀亦很吃力。這些因素使得高速鴿飛得快，但也累得快。 

    不消說(shuō)主羽必須強(qiáng)壯，不過(guò)由于必須承受翅膀每拍動(dòng)一次所產(chǎn)生的壓力，它們亦必須足夠柔軟和具備高彈性。如前所述，良好的羽毛品質(zhì)來(lái)自遺傳和鴿友細(xì)心的照料。 

    因此，一羽其他條件皆?xún)?yōu)的鴿子必須要有哪種類(lèi)型的翅膀才能獲勝呢?總歸來(lái)講，空氣動(dòng)力學(xué)定律告訴我們，鴿子翅膀跟身體比例應(yīng)該適中，有明顯弧度即曲線，支撐翅膀的肩部要強(qiáng)壯，羽毛品質(zhì)要優(yōu)良。副羽應(yīng)該完整，但長(zhǎng)度不能長(zhǎng)過(guò)最短的主羽。另外，好的長(zhǎng)距離鴿主羽，特別是最后4根主羽應(yīng)該較長(zhǎng)，但尾端應(yīng)該較尖。高速鴿多半翅膀較短，羽瓣較寬闊。所有定律都會(huì)有例外，不過(guò)經(jīng)由上述介紹，筆者希望能夠幫助鴿友取得一些有關(guān)鴿子羽翅方面的知識(shí)。 

    文章最后筆者要特別向悉尼大學(xué)蓋瑞.克羅斯(Gary Cross)教授致謝，感謝他為撰寫(xiě)本文提供許多幫助。