人們學(xué)習(xí)動物的能力，并且把它們應(yīng)用在生產(chǎn)生活中，這就是仿生學(xué)。在航空航天事業(yè)發(fā)展中，很多發(fā)明其實(shí)都效仿了各種自然生物。

航天服效仿小龍蝦、長頸鹿

眾所周知，航天員能順利出艙完成各項(xiàng)任務(wù)，全靠航天服的保護(hù)。航天服能為航天員提供一個類似地球的環(huán)境，防止真空、高低溫、太陽輻射和微流星等環(huán)境因素的危害。

航天服除了要求安全系數(shù)高，還需要擁有很好的靈活度。關(guān)節(jié)部位是航天服設(shè)計中的一大難點(diǎn)，如果太硬，航天員難以活動；如果太軟，又無法達(dá)到防護(hù)效果。在設(shè)計新一代“飛天”航天服時，我國航天工程師在吃小龍蝦時，從蝦尾既堅硬又靈活的鱗片結(jié)構(gòu)中，獲得了意想不到的靈感。

小龍蝦全身大部分都是堅硬的外殼，卻不影響它任意彎曲，而且它在水中十分靈活。原來它身上有一種鱗片層疊的結(jié)構(gòu)，將堅硬的軀殼和柔軟的組織完美結(jié)合在一起，才讓它如此靈活。于是工程師在航天服關(guān)節(jié)處，設(shè)計了類似蝦尾鱗片的層疊結(jié)構(gòu)，同時使用氣密軸承，讓航天服嚴(yán)格保證氣密性的同時，使關(guān)節(jié)活動自如。

此外，當(dāng)航天器升空時，速度非常快，壓力是人體無法承受的。而科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，長頸鹿的血液通過長長的頸部輸送到頭部時，不會發(fā)生腦出血現(xiàn)象。于是，通過對長頸鹿的研究，科學(xué)家研制出適合航天飛行的抗荷服。當(dāng)飛船飛行速度增加時，抗荷服可以充入一定量的氣體，從而對血管產(chǎn)生一定壓力，這樣可以讓航天員的血壓保持正常。同時，航天員腹部以下部位，要套入抽去空氣的密封裝置中，這樣可以降低腿部的血壓，有利于身體上部血液向下輸送。

太空導(dǎo)航，靈感來自蒼蠅

在宇宙中，因?yàn)槿鄙俣ㄎ粯?biāo)，有時航天器會偏離航向，飛上錯誤的軌道。這個問題如何解決？科學(xué)家注意到蒼蠅不用跑道就能直接起飛，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，蒼蠅后面一對翅膀已經(jīng)退化，并形成了一對啞鈴狀的小棒，這就是楫翅。

楫翅是蒼蠅飛行時的天然導(dǎo)航儀，蒼蠅飛行時，楫翅迅速振動，一旦身體傾斜或偏離航向，楫翅就會扭轉(zhuǎn)、振動，并向大腦發(fā)出信號。這時大腦會即刻調(diào)整有關(guān)肌肉，糾正偏離的航向，保持身體平衡。

科學(xué)家根據(jù)蒼蠅楫翅的導(dǎo)航原理，成功研制出一種音叉式振動的陀螺儀，并將它安裝在高速飛行的火箭、飛機(jī)或其他航天器上，以自動糾正偏轉(zhuǎn)的航向，保持正確的軌道。

蒼蠅的復(fù)眼包含4 千只可以獨(dú)立成像的小眼，幾乎可以360 度看到物體。受其啟發(fā)，由1300 多個小鏡頭組成的“飛眼”相機(jī)，一次可拍攝1300 多張高分辨率照片，在航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

當(dāng)飛機(jī)高速飛行時，常會劇烈震動，有時甚至?xí)蹟鄼C(jī)翼而發(fā)生事故。而蜻蜓的每只翅膀前沿，都有1c343af39c1fb52e2aaa3a4a8819eae572de2705a71bd23b999462d20f44324d一塊加厚的深色角質(zhì)層或色素斑，稱為“翅痣”。依靠加重的翅痣，蜻蜓在高速飛行時安然無恙。于是，人們效仿蜻蜓，在飛機(jī)兩翼加上了長方形金屬板，作為抗震顫裝置，解決了高速飛行引起震動這個棘手問題。

衛(wèi)星調(diào)溫原理來自蝴蝶

研究發(fā)現(xiàn)，蝴蝶的鱗片具有巧妙調(diào)節(jié)體溫的作用。在炎熱的盛夏，當(dāng)太陽光直射到蝴蝶身上時，它的鱗片會自動張開，以減小太陽光的輻射角度，從而減少對陽光熱能的吸收；當(dāng)氣溫下降時，鱗片又會自動閉合，緊貼體表，使陽光直射到身上，以便吸收更多熱量。

人造地球衛(wèi)星在太空飛行時，會受到太陽光的強(qiáng)烈輻射，向陽一面的溫度可高達(dá)200 攝氏度，而背陰一面會降到零下200 攝氏度。這樣，衛(wèi)星裝備上的各種精密儀器、儀表很容易被燒壞或凍裂，加上溫差極大，很多儀器測量也會不精準(zhǔn)。

科學(xué)家模仿蝴蝶鱗片的功能，為人造地球衛(wèi)星設(shè)計出一種高效率的調(diào)控溫度裝置，使衛(wèi)星部分表面也有和蝴蝶一樣的鱗片。當(dāng)太陽直射而使其溫度很高時，鱗片便會自動打開，并轉(zhuǎn)換一個角度，這樣就大大減少了對太陽能的吸收，使衛(wèi)星溫度不會太高。當(dāng)外界氣溫下降時，鱗片便會自動閉合并緊貼體表，以吸收更多太陽能，使衛(wèi)星溫度不會降得太低。

此外，蝴蝶翅膀上柔軟的外膜和血管時緊時松，使其能在任何飛行階段收放自如。工程師效仿蝴蝶這一結(jié)構(gòu)特征，嘗試在機(jī)翼設(shè)計中，采用小型可移動表面及靈活的內(nèi)部組件，從而提高飛行效率。

蜜蜂與導(dǎo)航偏光羅盤

蜜蜂在無數(shù)花朵上采蜜，從來不會迷路，這是為什么？原來，在各個方向振動的太陽光，被大氣層折射和反射后，會變成某個方向占優(yōu)勢的偏振光，蜜蜂就是利用偏振光來確定太陽方位的。

蜜蜂有一雙復(fù)眼，每只眼睛都由6300 只小眼組成，由于復(fù)眼的特殊構(gòu)造和特殊功能，使它們對偏振光很敏感，即使烏云密布，它們也能根據(jù)太陽方位的變化，進(jìn)行時間校正，外出采蜜和回巢從來不會迷失方向。在此啟示下，科學(xué)家研制出偏光羅盤，無論是煙霧彌漫的白天，還是伸手不見五指的黑夜，無論是海面還是夜空，這種羅盤都能使輪船和一些航天器保持正確的航向。

蜂窩由一個個排列整齊的六邊形小蜂房組成。事實(shí)上，蜂窩并不是一個純粹的六棱鏡，而是一個底部由3 個菱形組成的“尖頂六棱柱形”。

為了使航天器能達(dá)到足夠的速度，運(yùn)載火箭必須提供相當(dāng)大的推力。航天器重量越輕，運(yùn)載火箭的“負(fù)擔(dān)”就越輕，航天器就可以飛得越高越遠(yuǎn)。為了減輕航天器的重量，科學(xué)家從蜂窩結(jié)構(gòu)中得到了靈感。在制造飛船時，首先將金屬材料做成蜂窩狀，然后用兩塊金屬板夾住，形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的飛船容量大、強(qiáng)度高、重量輕，不易傳導(dǎo)聲音和熱量。因此，當(dāng)今的航天器和其他飛行器都普遍采用這種蜂窩結(jié)構(gòu)。

航天技術(shù)打造仿生毛毛蟲

在火箭生產(chǎn)制造以及發(fā)射前的準(zhǔn)備工作中，如何對狹小區(qū)域內(nèi)的多余物、設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行查看，一直是個難題。我國科學(xué)家發(fā)明了一款尺蠖仿生機(jī)器人，有望解決這一難題。

尺蠖就是我們所說的毛毛蟲。這款機(jī)器人通過電能驅(qū)動機(jī)械運(yùn)動，模擬毛毛蟲“收縮—展開”的爬行動作，實(shí)現(xiàn)彎曲、扭轉(zhuǎn)等大幅變形，具備更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，后續(xù)經(jīng)過改進(jìn)，還能通過陡峭或上下起伏的路徑，完成各種角度的轉(zhuǎn)彎、掉頭等動作。

未來，這款機(jī)器人還可搭載微型攝像頭、紅外線等傳感設(shè)備，在管道、發(fā)動機(jī)內(nèi)部等狹小或有毒危險環(huán)境下，完成檢測、廢墟救援等工作，應(yīng)用前景十分廣闊。

（摘自《齊魯晚報》，宮可可圖）