導(dǎo)彈飛行與蜻蜓有什么關(guān)系？

李紫欣

導(dǎo)彈在飛行中，需要多個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作：控制系統(tǒng)為導(dǎo)彈飛行提供方向，發(fā)動(dòng)機(jī)為導(dǎo)彈飛行提供動(dòng)力，彈體四周的舵面主要用來(lái)保持導(dǎo)彈的飛行姿態(tài)。

然而，導(dǎo)彈在某些飛行時(shí)刻，舵面會(huì)發(fā)生異常振動(dòng)現(xiàn)象。隨著振動(dòng)頻率的增加，舵面的振動(dòng)幅度會(huì)大幅上升，甚至像紙一樣在空氣中上下飄動(dòng)。

起初，科研人員百思不得其解，但空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展為他們提供了思路。經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析，最終所有證據(jù)鏈條都指向了同一個(gè)幕后者——顫振。顫振是指當(dāng)導(dǎo)彈舵面在氣流中運(yùn)動(dòng)并加速到某一臨界速度值時(shí)，在結(jié)構(gòu)彈性力、慣性力和氣動(dòng)力等耦合作用下出現(xiàn)的一種振幅不衰減的自激振動(dòng)。

蜻蜓的飛行原理給科研人員提供了關(guān)于顫振的解決方案。蜻蜓是昆蟲王國(guó)中出色的飛行家，它在飛行過(guò)程中，翅膀的最高扇動(dòng)頻率可達(dá)40～50次/秒。這使得它不僅能夠快速捕捉獵物，還能完成很多導(dǎo)彈無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高難度動(dòng)作。

通過(guò)仔細(xì)觀察，科研人員發(fā)現(xiàn)蜻蜓翅膀的端部前緣有一小塊加厚的角質(zhì)層，這一角質(zhì)層被稱為翅痣。翅痣對(duì)蜻蜓的平穩(wěn)飛行有著非常重要的作用，如果將翅痣人為破壞或去除掉，蜻蜓將失去平穩(wěn)飛行能力，變得搖搖晃晃。

科研人員從中受到啟發(fā)，于是便模仿蜻蜓翅膀，在導(dǎo)彈舵面的前緣末端增加配重，使結(jié)構(gòu)重心位置前移，從而解決了導(dǎo)彈顫振問(wèn)題，大大降低了飛行過(guò)程中的故障率。