地球上能夠飛行的動(dòng)物為數(shù)眾多，而在它們之中，蜻蜓堪稱是飛行界的王者，它們?cè)诳罩械撵`活性、穩(wěn)定性、機(jī)動(dòng)能力……簡(jiǎn)直可以說是“開掛”一樣的存在。

蜻蜓的飛行能力到底高超在哪里呢？首先就懸停。一般的飛行昆蟲，比如蚊子、蜜蜂也可以懸停，但都會(huì)“晃動(dòng)”，得靠不停調(diào)整翅膀來勉強(qiáng)維持平衡，而蜻蜓的懸停就像是“釘”在空中一樣，幾乎沒有任何“晃動(dòng)”，即使在有風(fēng)的情況下，只要風(fēng)不是太大，它們也可以保持驚人的穩(wěn)定。

然后就是它們那堪比頂級(jí)跑車的瞬間爆發(fā)力。一只靜止的蜻蜓，可以在不到一秒的時(shí)間內(nèi)，化作一道幻影沖向它的獵物，而在此過程中，它們的瞬間加速度甚至可以高達(dá)9個(gè)g。

而真正讓其他飛行動(dòng)物望塵莫及的，是它們那匪夷所思的空中機(jī)動(dòng)能力，它們的飛行似乎沒有“前方”這個(gè)固定的概念，因?yàn)樗鼈兛梢暂p而易舉地向任何方向飛（包括倒著飛），并且它們?cè)诳罩械霓D(zhuǎn)向可以瞬間完成，而只要它們?cè)敢猓踔吝€可以在高速飛行時(shí)做出近乎90度的直角轉(zhuǎn)彎。

重要的是，蜻蜓的種種“神技”還不是孤立的，它們能將懸停、爆發(fā)、急停急轉(zhuǎn)、倒飛等等動(dòng)作，流暢地銜接在一起，而這也使得蜻蜓成為了已知地球上捕獵成功率最高的掠食者，其成功率可以輕松超過90%（最高可達(dá)97%左右），而作為對(duì)比，即使是哺乳動(dòng)物中的頂級(jí)倞食者——貓科動(dòng)物，其捕獵成功率通常都不會(huì)超過50%。

那么，蜻蜓的飛行能力為什么會(huì)如此高超呢？雖然科學(xué)家研究多年，仍未完全搞清楚蜻蜓的秘密，但也不是完全沒有收獲，下面我們就來了解一下。

要理解蜻蜓的飛行，我們得先從它的“硬件”——翅膀和肌肉說起。在昆蟲世界里，飛行肌的驅(qū)動(dòng)方式大概可以分成兩種。

其中的一種是間接驅(qū)動(dòng)，比如蒼蠅和蜜蜂，它們的飛行肌長(zhǎng)在胸腔里，通過擠壓胸腔的形變，來帶動(dòng)翅膀大幅度、高頻率地振動(dòng)，這種方式的特點(diǎn)是效率高，能達(dá)到極高的振翅頻率，發(fā)出“嗡嗡”聲。

而蜻蜓采用的則是直接驅(qū)動(dòng)方式。它們的每一片翅膀根部，都直接連著好幾組獨(dú)立的肌肉，這意味著，蜻蜓就像裝了四臺(tái)獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī)，分別控制著四片翅膀。這種方法使得蜻蜓可以精確控制每一片翅膀的扇動(dòng)角度、幅度和頻率，進(jìn)而賦予了蜻蜓高超的飛行能力。

例如當(dāng)它們需要懸停時(shí)，前后兩對(duì)翅膀可以進(jìn)入一種精妙的“反相”扇動(dòng)模式，完美抵消前進(jìn)或后退的力，穩(wěn)穩(wěn)地“釘”在空中，而通過讓所有翅膀同步運(yùn)動(dòng)，它們就能夠在指定方向上產(chǎn)生最大化的推力，這能夠讓它們?cè)诳罩醒杆俎D(zhuǎn)向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)而高效的急轉(zhuǎn)彎。

而當(dāng)它們需要極速前進(jìn)時(shí)，后翅的扇動(dòng)會(huì)比前翅稍稍提前一點(diǎn)點(diǎn)，空氣動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在此過程中，其前翅下壓時(shí)產(chǎn)生的氣流渦旋，正好能被緊隨其后的后翅“接住”并加以利用，從而產(chǎn)生更強(qiáng)的推力，也更節(jié)省能量。

再看看蜻蜓翅膀的細(xì)節(jié)。它們的翅膀看起來薄如蟬翼，但放大來看，上面其實(shí)布滿了復(fù)雜的翅脈網(wǎng)絡(luò)，這些翅脈除了可以提供支撐作用之外，還讓蜻蜓的翅膀形成了一種獨(dú)特的“褶皺”表面。

在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，科學(xué)家都覺得這種凹凸不平的表面會(huì)增加飛行阻力，是個(gè)累贅，直到后來通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬才恍然大悟：原來這種褶皺結(jié)構(gòu)，也是蜻蜓飛行的秘密所在。

簡(jiǎn)單來講，這些微小褶皺，會(huì)在翅膀表面“捕獲”一層薄薄的空氣，形成一個(gè)個(gè)微小的、穩(wěn)定的氣流渦旋，它們就像滾珠軸承一樣，讓上層的主氣流能夠更順滑地流過，即便在非常大的迎角下（也就是翅膀抬起的角度很大），也不容易失速，這使得蜻蜓能做出一些匪夷所思的機(jī)動(dòng)動(dòng)作，比如在高速飛行中突然“剎車”并拉升。

有意思的是，在蜻蜓翅膀的前緣末端，通常會(huì)有一個(gè)被稱為“翼眼”的加厚組織，它能夠有效抑制高速飛行中出現(xiàn)的“顫振”。后來，科學(xué)家從這一結(jié)構(gòu)中獲得靈感，在飛行器的機(jī)翼設(shè)計(jì)中也加入了類似的加厚區(qū)域，成功解決了困擾航空界很久的“顫振”問題。

（注：所謂“顫振”，是一種飛行器的機(jī)翼在空氣動(dòng)力、彈性力和慣性力等多種因素共同作用下引起一種有害振動(dòng)，隨著飛行速度的增加，其強(qiáng)度也會(huì)隨之增強(qiáng)，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致機(jī)翼直接斷裂）

講到這里，你可能會(huì)覺得，科學(xué)家們已經(jīng)把蜻蜓研究得差不多了，但實(shí)際情況卻并非如此。

舉個(gè)例子，當(dāng)蜻蜓的翅膀用著復(fù)雜的相位差和角度變化進(jìn)行高速扇動(dòng)時(shí)，其周圍產(chǎn)生的氣流是極其混亂和不穩(wěn)定的，例如一片翅膀扇動(dòng)產(chǎn)生的渦旋，會(huì)立刻影響到另一片翅膀，如此一來，蜻蜓在轉(zhuǎn)向、懸停、加速時(shí)，每一個(gè)瞬間的氣流狀態(tài)都會(huì)劇烈變化。

這種“非定?？諝鈩?dòng)力學(xué)”，被認(rèn)為是目前空氣動(dòng)力學(xué)最令人頭疼的領(lǐng)域之一。我們?cè)O(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)，總是希望氣流是穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)的，而蜻蜓，恰恰是駕馭這種混亂氣流的大師，它們似乎能夠?qū)崟r(shí)“感知”到翅膀表面每一個(gè)微小渦旋的變化，并瞬間調(diào)整肌肉輸出，來利用甚至放大這些渦旋的有利效應(yīng)，同時(shí)抑制它們的負(fù)面影響。

蜻蜓是如何感知，又是如何計(jì)算并做出反應(yīng)的？這其中的秘密，科學(xué)家至今仍未完全搞清楚，盡管超級(jí)計(jì)算機(jī)可以模擬出某一瞬間的流場(chǎng)，但要完整模擬蜻蜓在復(fù)雜機(jī)動(dòng)中，其翅膀與瞬息萬變的流場(chǎng)之間的全部互動(dòng)，依然是一個(gè)難以解決的問題。

科學(xué)家將其形象的比喻為：當(dāng)前對(duì)于蜻蜓的研究進(jìn)展，就好比是我們知道一臺(tái)電腦的硬件構(gòu)成，也知道它運(yùn)行著一套很厲害的操作系統(tǒng)，但我們卻不清楚這套系統(tǒng)的源代碼是怎么寫的，它的算法邏輯又是什么。

總而言之，蜻蜓高超的飛行能力，的確配得上“飛行界的王者”這一稱號(hào)，而它們也因此成為了人類在研究飛行技術(shù)時(shí)最好的老師。就目前的情況來看，相關(guān)的研究仍在進(jìn)行之中，期待在未來的日子里，我們能夠在這位老師那里學(xué)到更多，進(jìn)而大幅提高人類飛行器的飛行能力。