枫树
Acer(枫属),槭树科
●落叶乔木;叶对生,呈掌状(分三部分并围绕中脉对称)。●大部分的枫树树干高大:10~40m高。●花束对称成串生长,花瓣细小,颜色有绿色、黄色、橙色和红色。●果实:翅果,由一粒种子和一对膜翅组成。
Acer opulifolium(欧荚叶槭)
植物策略
从蒲公英到降落伞
为了散播它们的种子,某些植物与枫树一样利用风布,也就是借助风力播撒种子。并不是只有翅果这种外形才能让种子飞行;我们还知道别的,其中最出名的是蒲公英。乔治·凯利爵士对绣线菊产生了兴趣,它们的种子以一种近似蒲公英的原理飞行。它们启发了乔治·凯利爵士设计出降落伞。
吹风的翅果
一家澳大利亚公司,Sycamore Technology,专门从事一种应用枫树翅果原理的风扇的贸易。这种天花板吊扇只有一片扇叶,模仿了翅果的形状和比例。它们与众不同的地方除了节能,还有安静:得益于它的理想的形状,翅果状叶片比常见的叶片产生更少的紊流。要知道,在澳大利亚sycamore是指枫树而非梧桐。
如何在空中停留?
凯利爵士的直升机模型,受翅果启发的成果。
虽说他被誉为航空之父,但这位英国的乔治·凯利爵士,却从来没有让一架飞机飞起来过。不过,在19世纪初,他发现了今天依然通用的大部分的飞行原理。如果没有他的研究,最初的一些飞行器或许就飞不起来了。凯利的工作建立在对大自然的观察之上,最初始于对鸟类飞行的观察。然而,却是一颗小小的种子——枫树的翅果,教给他最宝贵的一课。
只需要看见在风中旋转的翅果,就不需要再去探究“翅果”一词的含义。所有人都知道这种从树上飘下的“降落伞”如何缓慢地飘向地面。事实上,枫树的翅果是一种双翅果——两个翅果互相连接组成一副螺旋桨。在这种情况下,两颗种子就能够滑翔数百米远的距离。一旦落到土地上,种子就开始等待它的时辰:它的坚固外壳使得它能够在萌芽之前存活好几年。
对于凯利而言,翅果的降落——更准确地说,是翅果的缓慢降落——犹如牛顿的苹果的掉落。凯利发现了正是叶片的形状和翅果借助叶片而旋转的速度使翅果能缓慢降落,更确切地说,是螺旋桨的动作让翅果能在空中停留。乔治·凯利爵士就是这样发现了直升机的原理,这比第一架飞机成功起飞早了好几十年。
至于第一架直升飞机的起飞,要等到一百年后,在诺曼底。不过故事远未结束。凯利的独到眼光刚被一项新的发现证实。荷兰的瓦赫宁恩大学的研究者们发现,翅果通过在它的上方制造一个空气旋涡而减缓它的降落:旋涡令种子旋转,由此增加了它的升力。这种现象被称作“前缘涡”,它也存在于大自然中别的地方,比如蝙蝠的飞行过程中。目前,这种现象被研究用于提高直升机以及降落伞的升力。翅果还没有说完它的故事。
翅果机器人
在2008年,离乔治·凯利爵士的发现已有两百年了,那个具有奇妙外形的机器终于成为现实:一个翅果直升机机器人——由美国马里兰大学航空航天工程专业的学生发明的遥控机械,它像直升机那样飞行,它的简单的机翼模仿了翅果的外形。
凯利曾梦想过,而他们将它实现了……