鳥の翼の構造｜科学図鑑ダウンロード

…鳥の翼は、上腕、前腕、手という三つの部分と、肩、肘、手首という三つの関節からなる点で人間の腕と同じである。 翼を覆っている羽は、被覆羽、第一飛翔羽、第二飛翔羽に分類される（図1参照）。 翼の動きには、羽ばたき運動、羽ばたき運動、リードラグ運動の3つの基本的な運動がある。 羽ばたき運動は、肩のあたりで翼全体が上下に動く運動である。 羽ばたき運動は、翼の前縁を回転軸として、飛翔羽を上下に動かす運動である。 リードラグモーションは、翼端の前後運動である（図2参照）。 尾羽は、飛行の安定化、前進方向の変更、揚力の補填、着地時のブレーキなどの役割を担っている。 図3(a)に示すように、鳥が回転するとき、尾羽は右か左にねじれている。 さらに、揚力を補うために、上昇時には尾羽を上下に折り曲げて調整する（図3(b)参照）。 さらに、尾羽の開閉角度を調整し、尾羽の面積を変えることで、尾羽が生み出す力を変化させる（図3(c)参照）。 尾羽は、左右に飛ぶときや揚力が必要なときは開き、巡航飛行のときは閉じて抗力を小さくする。 ここでは、Caoの鳥の飛行モデルについて簡単に説明する。 翼動力を計算するために、鳥は準定常的な気流の中を飛行していると仮定し、図4のようにモデル化した。 このモデルでは、翼は肩と手首を中心に回転する腕と手によって表現される。 さらに、翼は羽ばたき運動、羽ばたき運動、リードラグ運動を行う． 羽ばたき、羽ばたき、遅れという3種類の翼の動きを実現するために、すべての動きに対して角度関数を定式化した。 さらに、羽ばたき運動とフェザリング運動では、腕と手の間に位相差があるため（図5参照）、腕と手に対して個別の角度関数を定式化した。 腕の角度関数は胴体を基準に、手の角度関数は腕を基準に定義した（図6）。 ベクトルv rで表される気流の中に固定された翼を置くと、その翼には揚力Lと抗力Dが作用する。 翼に作用する力は、これらの力の結果として決定される（図7参照）。 LとDは次の式で表される…

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