A. 模型的矿井开拓方式概述和评价
SYMAC-13 矿井开拓方式立体模型(B型)(适合于三、四级) 该模型是矿井开拓方式的缩影,可直观反应出主井、副井、风井、井底车场、运输大巷、回风大巷、回风石门等各种井巷相互位置和衔接关系,用不同颜色的流水灯演示运煤、通风、运料等主要生产系统,电动演示主、副井提升。使学员对全矿井有一个整体直观的了解。 主要产品有: 1.斜井单水平分区式开拓系统模型 规格:1200×800×1200 2.斜井单水平分带式开拓系统模型 规格:1200×800×1200 3.斜井多水平分段式开拓系统模型 规格:1200×800×1200 4.立井单水平分区式开拓系统模型 规格:1200×800×1200 5.立井单水平分带式开拓系统模型 规格:1200×800×1200 6.立井多水平分区式开拓系统模型 规格:1200×800×1200 7.走向平峒开拓系统模型 规格:1200×800×1200 8.斜交平峒开拓系统模型 规格:1200×800×1200 9.阶梯平峒开拓系统模型 规格:1200×800×1200
B. 典型地质异常体瞬变电磁响应物理模拟
在电磁法勘探中,物理模拟是研究野外条件下电磁响应特征的重要手段。由于野外地质地理以及人文条件较为复杂,岩(矿)石物理性质变化很大,很多目的物的响应无法用数学解析式表示,使用高性能的电子计算机,采用有限元、有限差分等近似数值解法,虽然大大提高了解题的范围,但仍存在一些不易解决的问题。另一方面由于无严格的解析解与近似解作对比,因此还需要借助于物理模拟的方法来验证近似解的正确性和近似程度。
瞬变电磁超前探测在井下巷道空间中进行,巷道空间的存在改变了瞬变电磁场全空间分布特征,使其不再是严格意义上的全空间场。本章使用盐水充当巷道空间围岩介质,使用玻璃槽充当巷道空间,建立了瞬变电磁超前探测含巷道全空间物理模型,根据目前瞬变电磁井下实际超前探测方法,对不同异常体的超前探测响应特征进行了物理实验模拟。
1.实验模型系统设计
(1)地质模型
典型的矿井地质模型为水平层状,相对顶、底板来说煤层可视为高电阻率介质。掘进巷道位于煤层当中,如图6-8所示。一般采煤工作面掘进巷道断面的宽度为2~4m,高度为2~4m。本章主要研究巷道空间对矿井瞬变电磁场分布的影响规律。因此,假设巷道位于均匀全空间介质当中,即顶板、底板和煤层具有相同的电阻率值100Ω·m。在矿井瞬变电磁法实际工作当中,因巷道空间的限制常选用多匝小回线作为发射、接收装置,线圈边长通常为2m,同时,按照矿井防爆措施要求,发射电流应小于10A。
图6-13 超前探测多测道剖面图(异常位于迎头正前方)
C. 蒸汽机是一种什么装置
蒸汽机是一种利用水蒸气把热能转变成机械能的动力装置。人类对蒸气的认识和利用,经历了一段较长的历史。英国君主立宪制确立后,英国的工业迅速发展,珍妮纺纱机和水力纺纱机等机器的使用日益广泛,但动力问题却成为扩大机器生产的“瓶颈”。1705年,英国铁匠钮可门制成了可用于矿井抽水的“钮可门蒸汽机”。但因存在着燃料消耗过多,只能往复直线运动,且温度无法控制的缺点,未能在其他生产部门广泛采用。
瓦特主持修理的正是一台“钮可门蒸汽机”,他接受这一任务后很快就把这台钮可门发动机模型修好了。但他对此并不满足,通过这次修理,瓦特对蒸汽机的结构、性能和存在的问题有了更多的了解,并且产生了浓厚的兴趣,像着了迷一样。他观察到钮可门发动机的活塞从根本上说是用机械的力量取代了人的双手,但是一分钟只能往返10次,工作效率极低。他决心改进蒸汽机的设计。
瓦特开始学习蒸汽机的原理,根据发动机的原理来考虑问题。他又研究了蒸气的性质,从蒸气和燃料的消耗等具体问题开始研究,然后扩大到热的移动和发动机的关系等抽象问题上。他进行了多次实验,但仍没有想出一个改良“钮可门蒸汽机”效率的具体办法。
在一个晴朗的星期天下午,瓦特正在郊外散步,但他的脑海里仍然在思考着蒸汽机问题。突然他脑中闪出一个念头:加装一个蒸气冷凝器,就可以弥补蒸气在汽缸里冷却凝聚而过多浪费热量的重大缺陷。他马上辞去了在格拉斯哥大学的工作,全身心地投入了试制样机的工作。在租借的地下室里,瓦特和他的助手经过反复试验,终于在1768年制成有分离冷凝器的单动式蒸汽机,第二年获得专利申请。瓦特的蒸汽机比钮可门的蒸汽机有更显著的优点:它的安全性更可靠,运动更迅速,燃料耗费也减少了75%。大家都夸奖瓦特的发明。
“不!它只是单动式的。我还要制造联动式的,让它更圆满地运转!”瓦特并不满足于自己的成就。
1774年,瓦特因妻子去世,从苏格兰迁居伯明翰。在制造商波尔顿的支持下,继续进行蒸汽机的制作和改进工作。1781年,瓦特采用了行星齿轮机构,使蒸汽机从往返运动变为旋转运动。1782年,瓦特制造了更为完善的联动式蒸汽机,功效提高4倍。1784年他又发明了平行连杆机构,使蒸汽机具有更广泛的应用性。一年后,英国出现了第一座采用蒸汽机作为动力的纺纱厂。1788年瓦特发明了离心调速器和节气阀。1790年,制成汽缸示动器,最终完成了对蒸汽机的整个发明过程。从此,性能优越的瓦特蒸汽机完全取代了老式钮可门发动机。
从技术角度而言,瓦特蒸汽机与钮可门发动机有着质的差别,钮可门发动机的活塞运动一部分靠蒸气推动,另一部分靠外界的大气压力推动。而瓦特蒸汽机采用密封气缸,活塞运动完全靠蒸气的推力,所以才堪称世界上第一台蒸汽机。此外,把离心调节器用于蒸汽机,创造了动力单位——马力,也是瓦特的功劳,离心调节器是一种通过过程本身的变化来控制过程的装置。自动化的兴起虽然是20世纪以后的事,但它起始于瓦特。调节器这个词,通过希腊语,为我们提供了一个现代语——控制论。
从研究方法的角度来看,瓦特没有进入当时手工艺人的行列,也未受过高等教育。但他找到了观察认识和研究探索蒸汽机的新道路,就是从科学和实用两个方面去分析发动机是如何工作的。这是现代技术专家所特有的研究方法,因此我们把瓦特称之为第一位现代技术专家一点也不过分。
瓦特的发明,使人类获得了一种把热运动转化为机械运动的机械装置,从而满足了社会对动力能源的需要。工厂开始了大规模的生产,工厂工人取代了手艺工人。1807年,美国人富尔敦把瓦特的蒸汽机装在轮船上,从此轮船通航世界;1814年,英国人史蒂芬逊把瓦特的蒸汽机装在机车上,从此铁路交通遍及五大洲。蒸汽机的广泛使用,最终促成了英国和欧洲的工业革命,引起了社会生产力的惊人发展。它是科学技术史上具有伟大意义的第一次技术大革命。
人们为了纪念瓦特的伟大发明,把发电机和电动机的功率计算单位称为“瓦特”,简称为“瓦”,并一直沿用至今。
D. 山西太工矿业教学设备有限公司怎么样
简介:徐州翰林科技有限公司成立于2012年,注册资金1006万,是一家集科研、开发、生产、销售于一体的高科技企业。主要产品有:现代化矿井开采设计综合模型、综采工作面仿真配套设备系统装置、现代化矿井通风系统设计综合演示装置、智能型瓦斯(煤尘)爆炸实验演示装置(微机操作)、斜井串车(箕斗)提升仿真装置、井底车场巷道布置、特殊工种实操实训系列产品等.公司集科研、生产、销售于一体,产品口碑优良,并设立客户服务中心。
法定代表人:邢少彬
成立时间:2012-09-11
注册资本:1006万人民币
工商注册号:140400101043981
企业类型:有限责任公司(自然人独资)
公司地址:山西省长治县苏店镇长治技师学院海棠校区
E. 动物仿生学有哪些发明
。
1、球型宫殿:非洲文鸟用喙和脚巧妙编织而成的圆巢,它从一个圆支架做起,形成一个圆球最后再将其悬挂在树枝上。
2、稳定的轻质结构:田蜂筑造的纸盒型巢十分精致,它虽然是一种轻质结构,但有令人难以置信的稳定性。
3、完美的胶合:织网蚁的巢是用树叶粘合而成。它们的幼虫能够吐出粘合剂,是理想的"胶水瓶"。
4、树上圆塔住宅:楼群居雀的居所看起来就像架在树上的一个摇摇欲坠的柴草堆,但其结构十分牢固,能够维持几十年,经常是到树不堪重负被压断为止。
5、树杈上的"灶"灶:鸟的巢是用粘土砌成的,一般选在较为安稳的树杈上。一个巢大约需要2500粒粘土,都是灶鸟用喙衔来的。
6、平台建筑群:热带无刺蜂用蜂蜡建筑蜂巢,层层叠叠结合在一起,通常有40层,外表看起来就像是电影《星球大战》中的航天飞船,能够安置10万户"居民"。
7、带空调的古堡:白蚁能够通过一种匪夷所思的管道系统改善巢内的温度状况,白天制冷,夜里供暖。
水母几乎全部由水构成,它身体中的水分实际上占到了百分之九十八,组成它身体的分子之间,有着大量的液体,经过提炼就能从中获得日常用的聚合胶
我国古代著名工匠鲁班,上山伐树时,被丝矛草割破了手。他觉得奇怪,一棵小草怎么会这样厉害?经过仔细观察,他发现丝茅草叶子的边缘长着许多锋利的细齿。于是鲁班发明了木工用的锯子。
苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。
建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;
在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;分享给你的朋友吧:人人网新浪微博开心网MSNQQ空间
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726回答时间:2009-3-18 18:36 | 我来评论
向TA求助 回答者: shamengze | 四级
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根据蝙蝠发明了雷达,鸟发明了飞机 回答者: gurui2004 | 五级 | 2009-3-18 18:33
从蝙蝠身上发明了雷达 回答者: qqwwsop1999 | 一级 | 2009-3-18 19:08
小鸟-飞机
青蛙-电子蛙眼
鲨鱼-潜水艇
变色龙-便衣
鲸鱼-提高轮船速度
蜻蜓-让飞机的机翼不会破碎
长颈鹿-抗荷服
海母-暴雨检查器
萤火虫-人工冷光
龙虾-气味探测仪
1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。 回答者: 盐菜汤 | 一级 | 2009-3-18 19:08
昆虫个体小,种类和数量庞大,占现存动物的75%以上,遍布全世界。它们有各自的生存绝技,有些技能连人类也自叹不如。人们对自然资源的利用范围越来越广泛,特别是仿生学方面的任何成就,都来自生物的某种特性。
蝴蝶与仿生
五彩的蝴蝶锦色粲然,如重月纹凤蝶、褐脉金斑蝶等,尤其是萤光翼凤蝶,其后翅在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此,尽管德军费尽心机,但列宁格勒的军事基地仍安然无惹,为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,后来人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达两、三网络,严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发,将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式,在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝,随温度变化可调节窗的开合,从而保持了人造卫星内部温度的恒定,解决了航天事业中的一大难题。
甲虫与仿生
屁步甲炮虫自卫时,可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”,以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应,瞬间就成为100℃的毒液,并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战期间,德国纳粹为了战争的需要,据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机,安装在飞航式导弹上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提高,英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中,炮弹发射后隔膜破裂,两种毒剂中间体在弹体飞行的8—10秒内混合并发生反应,在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输,安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能,且转化效率达100%,而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍,大大节约了能量。另外,根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
蜻蜓与仿生
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飞行,还能向后和左右两侧飞行,其向前飞行速度可达72km/小时。此外,蜻蜒的飞行行为简单,仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时,常会引起剧烈振动,甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙,于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤,解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
为了研究滑翔飞行和碰撞的空气动力学以及其飞行的效率,一个四叶驱动,用远程水平仪控制的机动机翼(翅膀)模型被研制,并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。
第二个模型试图安装一个以更快频率飞行的翅膀,达到每秒18次震动的速度。有特色的是,这个模型采用了可变可调节前后两对机翼之间相差的装置。
研究的中心和长远目标,是要研究使用“翅膀”驱动的飞机表现,以及与传统的螺旋推动器驱动的飞机效率的比较等等。
苍蝇与仿生
家蝇的特别之处在于它的快速的飞行技术,这使得它很难被人类抓住。即使在它的后面也很难接近它。它设想到了每一种情况,非常小心,并能快速移动。那么,它是怎么做到的呢?
昆虫学家研究发现,苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时,平衡棒以一定的频率进行机械振动,可以调节翅膀的运动方向,是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪,大大改进了飞机的飞行性能,可使飞机自动停止危险的滚翻飞行,在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡,即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼,能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下,人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机,在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构,把各种化学反应转变成电脉冲的方式,制成了十分灵敏的小型气体分析仪,目前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分,使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
蜂类与仿生
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109°28’,锐角70°32’完全相同,是最节省材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪,早已广泛用于航海事业中。
其它昆虫与仿生
跳蚤的跳跃本领十分高强,航空专家对此进行了大量研究,英国一飞机制造公司从其垂直起跳的方式受到启发,成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。现代电视技术根据昆虫单复眼的构造特点,造出了大屏幕彩电,又可将一台台小彩电荧光屏组成一个大画面,且可在同一屏幕上任意位置框出某几个特定的小画面,既可播映相同的画面,又可播映不同的画面。科学家根据昆虫复眼的结构特点研制成功的多孔径光学系统装置,更易于搜索到目标,已在国外一些重要武器系统中应用。根据某些水生昆虫的组成复眼的单眼之间相互抑制的原理,制成的侧抑制电子模型,用于各类摄影系统,拍出的照片可增强图像边缘反差和突出轮廓,还可用来提高雷达的显示灵敏度,也可用于文字和图片识别系统的预处理工作。美国利用昆虫复眼加工信息及定向导航原理,研制了具有很大实用价值的仿昆虫复眼寻的末制导导引头的工程模型。日本利用昆虫形态及特性开发研制了六足机器人等工学机器和建筑物的新构造方式。
未来展望
昆虫在亿万年的进化过程中,随着环境的变迁而逐渐进化,都在不同程度地发展着各自的生存本领。随着社会的发展,人们对昆虫的各种生命活动掌握得越来越多,越来越意识到昆虫对人类的重要性,再加上信息技术特别是计算机新一代生物电子技术在昆虫学上的应用,模拟昆虫的感应能力而研制的检测物质种类和浓度的生物传感器,参照昆虫神经结构开发的能够模仿大脑活动的计算机等等一系列的生物技术工程,将会由科学家的设想变为现实,并进入各个领域,昆虫将会为人类做出更大的贡献 回答者: 876768787 | 一级 | 2009-3-18 20:26
昆虫个体小,种类和数量庞大,占现存动物的75%以上,遍布全世界。它们有各自的生存绝技,有些技能连人类也自叹不如。人们对自然资源的利用范围越来越广泛,特别是仿生学方面的任何成就,都来自生物的某种特性。
蝴蝶与仿生
五彩的蝴蝶锦色粲然,如重月纹凤蝶、褐脉金斑蝶等,尤其是萤光翼凤蝶,其后翅在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此,尽管德军费尽心机,但列宁格勒的军事基地仍安然无惹,为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,后来人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达两、三网络,严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发,将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式,在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝,随温度变化可调节窗的开合,从而保持了人造卫星内部温度的恒定,解决了航天事业中的一大难题。
甲虫与仿生
屁步甲炮虫自卫时,可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”,以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应,瞬间就成为100℃的毒液,并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战期间,德国纳粹为了战争的需要,据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机,安装在飞航式导弹上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提高,英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中,炮弹发射后隔膜破裂,两种毒剂中间体在弹体飞行的8—10秒内混合并发生反应,在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输,安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能,且转化效率达100%,而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍,大大节约了能量。另外,根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
蜻蜓与仿生
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飞行,还能向后和左右两侧飞行,其向前飞行速度可达72km/小时。此外,蜻蜒的飞行行为简单,仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时,常会引起剧烈振动,甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙,于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤,解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
为了研究滑翔飞行和碰撞的空气动力学以及其飞行的效率,一个四叶驱动,用远程水平仪控制的机动机翼(翅膀)模型被研制,并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。
第二个模型试图安装一个以更快频率飞行的翅膀,达到每秒18次震动的速度。有特色的是,这个模型采用了可变可调节前后两对机翼之间相差的装置。
研究的中心和长远目标,是要研究使用“翅膀”驱动的飞机表现,以及与传统的螺旋推动器驱动的飞机效率的比较等等。
苍蝇与仿生
家蝇的特别之处在于它的快速的飞行技术,这使得它很难被人类抓住。即使在它的后面也很难接近它。它设想到了每一种情况,非常小心,并能快速移动。那么,它是怎么做到的呢?
昆虫学家研究发现,苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时,平衡棒以一定的频率进行机械振动,可以调节翅膀的运动方向,是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪,大大改进了飞机的飞行性能,可使飞机自动停止危险的滚翻飞行,在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡,即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼,能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下,人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机,在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构,把各种化学反应转变成电脉冲的方式,制成了十分灵敏的小型气体分析仪,目前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分,使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
蜂类与仿生
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109°28’,锐角70°32’完全相同,是最节省材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪,早已广泛用于航海事业中。
其它昆虫与仿生
跳蚤的跳跃本领十分高强,航空专家对此进行了大量研究,英国一飞机制造公司从其垂直起跳的方式受到启发,成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。现代电视技术根据昆虫单复眼的构造特点,造出了大屏幕彩电,又可将一台台小彩电荧光屏组成一个大画面,且可在同一屏幕上任意位置框出某几个特定的小画面,既可播映相同的画面,又可播映不同的画面。科学家根据昆虫复眼的结构特点研制成功的多孔径光学系统装置,更易于搜索到目标,已在国外一些重要武器系统中应用。根据某些水生昆虫的组成复眼的单眼之间相互抑制的原理,制成的侧抑制电子模型,用于各类摄影系统,拍出的照片可增强图像边缘反差和突出轮廓,还可用来提高雷达的显示灵敏度,也可用于文字和图片识别系统的预处理工作。美国利用昆虫复眼加工信息及定向导航原理,研制了具有很大实用价值的仿昆虫复眼寻的末制导导引头的工程模型。日本利用昆虫形态及特性开发研制了六足机器人等工学机器和建筑物的新构造方式。
未来展望
昆虫在亿万年的进化过程中,随着环境的变迁而逐渐进化,都在不同程度地发展着各自的生存本领。随着社会的发展,人们对昆虫的各种生命活动掌握得越来越多,越来越意识到昆虫对人类的重要性,再加上信息技术特别是计算机新一代生物电子技术在昆虫学上的应用,模拟昆虫的感应能力而研制的检测物质种类和浓度的生物传感器,参照昆虫神经结构开发的能够模仿大脑活动的计算机等等一系列的生物技术工程,将会由科学家的设想变为现实,并进入各个领域,昆虫将会为人类做出更大的贡献 回答者: 粉红小晶晶 | 一级 | 2009-3-18 20:37
fcdg 回答者: 房间打开 | 一级 | 2009-3-19 19:29
今天,小外甥问了我两个问题:飞机是根据什么发明的?人类根据蒲公英发明了什么?当时还真有点摸不着头脑,考虑之后,告诉他:模仿鸟发明了飞机,根据蒲公英发明了降落伞 ! !我从网上找了一些,和大家分享:
1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
17.乌贼和鱼雷诱饵 乌贼体内的囊状物能分泌黑色液体,遇到危险时它便释放出这种黑色液体,诱骗攻击者上当。潜艇设计者们仿效乌贼的这一功能读者设计出了鱼雷诱饵。鱼雷诱醋似袖珍潜艇,可按潜艇的原航向航行,航速不变,也可模拟噪音、螺旋节拍、声信号和多普勒音调变化等。正是它这种惟妙惟肖的表演,令敌潜艇或攻击中的鱼雷真假难辩,最终使潜艇得以逃脱。
18.蜘蛛和装甲 生物学家发现蜘蛛丝的强度相当于同等体积的钢丝的5倍。受此启发,英国剑桥一所技术公司试制成犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。用这种纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣、防弹车、坦克装甲车等结构材料。
19.长颈鹿和“抗荷服” 长颈鹿是目前世界上最高的动物,其大脑和心脏的距离约3米,完全是靠高达160~260毫米汞柱的血压把血液送到大脑的。按一般分析,当长颈鹿低头饮水时,大脑的位置低于心脏,大量的血液会涌入大脑,使血压更加增高,那么长颈鹿会在饮水时得脑充血或血管破烈等疾病而死。但是裹在长颈鹿身上的一层、厚皮紧紧箍住了血管,限制了血压,飞机设计师和航空生物学家依照长颈鹿皮肤原理,设计出一种新颖的“抗荷服”,从而解决了超高速歼击机驾驶员在突然加速爬升时因脑部缺血而引起的痛苦。这种“抗荷服”内有一装置,当飞机加速时可压缩空气,也能对血管产生相应的压力,这比长颈鹿的厚皮更高明了。
20.鲸鱼和潜艇的“鲸背效应” 当代核潜艇能长时间潜航于冰海之下,但若在冰下发射导弹,则必须破冰上浮,这就碰到了力学上的难题。潜舴专家从鲸鱼每隔10分钟必须破冰呼吸一次中得到启迪,在潜艇顶部突起的指挥台围壳和上层建筑方面,作了加强材料力度和外形仿鲸背处理,果然取得了破冰时的“鲸背效应”。
21.蝴蝶和卫星控温系统 遨游太空的人造卫星,当受到阳光强烈辐射时,卫星温度会高达200摄氏度;而在阴影区域,卫星温度会下降至零下200摄氏度左右,这很容易烤坏或冻坏卫星上的精密仪器仪表,它一度曾使航天科学家伤透了脑筋。后来,人们从蝴蝶身上受到启迪。原来,蝴蝶身体表面生长着一层细小的鳞片,这些鳞片有调节体温的作用。每当气温上升、阳光直射时,鳞片自动张开,以减少阳光的辐射角度,从而减少对阳光热能的吸收;当外界气温下降时,鳞片自动闭合,紧贴体表,让阳光直射鳞片,从而把体温控制在正常范围之内。科学家经过研究,为人造地球卫星设计了一种犹如蝴蝶鳞片般的控温系统.
F. 人类模仿动物发明了什么
比如说医院里面的注射器,当时就是根据蚊子的嘴巴而发明出来的,还有相机,同样也是参考了苍蝇的复眼特征,还有在大海上面航行的船只以及潜水艇,一个是参考了鱼类的运动方式和形状,另一个是模仿了鲸鱼在海洋当中的活动特征,可以说动物的种种生活方式,都给人类的科学研发带来了启蒙。
而注射器是通过蚊子的特征而出现的,虽然大家很讨厌蚊子,但是科学家通过研究蚊子的注射方式,在显微镜之下了解到了蚊子的嘴巴,于是就发明出来了注射器,因为注射器和蚊子的嘴巴一样,都是非常尖锐而又细长的,刺入皮肤的速度非常快,所以一般的人感觉不到有多大疼痛感,还有我们家里的照相机,当时也是借鉴模仿了苍蝇的复眼,因为苍蝇的复眼里面还有很多只小眼睛,所以看出来的图像也是很清晰的,因此现在人们发明的照相机一次能照出很多种照片,同样也是用了苍蝇复眼透镜的原理。
G. 捕捉宇宙“黑势力”——暗物质与暗能量探测
出品:科普中国
制作:缪子文化 崔二亮
监制:中国科学院计算机网络信息中心
众里寻他千网络。蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处。
——辛弃疾《青玉案·元夕》
关于暗物质和暗能量的研究由来已久,自19世纪末期20世纪初期“暗体”的概念提出至今,作为可能占宇宙绝大部分质量的存在,我们又是如何对它们进行探测的呢?
暗物质和暗能量或占宇宙绝大部分质量
许多大尺度和精确的天文观测表明,宇宙中存在大量的暗能量和暗物质。通过对比发光物质、X射线示踪和引力透镜构建的质量分布,发现引力透镜构建的质量分布与星系分布重合,远优于前两种情况。这就表明,宇宙中存在大量“看不见的”物质。
遥远星系红移现象的精确观测表明宇宙膨胀过程的后半段是加速的。宇宙微波背景辐射(cosmic microwave background, CMB)的观测表明宇宙是平坦的,这意味着宇宙整体的物质密度近似等于宇宙大爆炸理论中提出的临界密度。但是,把现有暗物质和普通物质的观测总量加起来远不够这个临界密度,这就需要有额外的物质即暗能量来贡献额外质量。
宇宙大尺度质量密度的傅立叶谱也支持暗能量存在的假设。由欧洲空间局(European Space Agency, ESA)2009年发射升空的普朗克卫星在2013年传回的最新的各向异性的宇宙微波背景辐射图以目前能达到的最高精度显示,整个宇宙的质量能量成分为:4.9%的普通可见物质,26.8%的暗物质以及68.3%的暗能量。这意味着,暗物质占物质总量的84.5%,而暗能量和暗物质加起来占整个质量能量成分的95.1%。也就是说,对于占宇宙绝大部分质量的暗物质和暗能量,我们竟然毫无知觉!
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