雨燕以其卓越的飞行能力和长距离迁徙而闻名，它们能够在不间断飞行数月的情况下完成数千英里的迁徙。然而，在这样长时间的飞行中，雨燕需要定期饮水以维持其新陈代谢功能。尽管这种行为看似简单，但实际上却涉及复杂的飞行动力学和平衡控制。
雨燕在飞行过程中如何保持平衡并安全地饮水一直是个未解之谜。近期，研究人员通过高速摄影手段和精细的计算流体力学模拟，揭示了这一现象背后的科学奥秘。研究结果以Swifts Form V-Shaped Wings While Dipping in Water to Fine-Tune Balance发表在Biomimetics（JCR一区，IF=3.4）上，由中山大学先进制造学院、航空航天学院和生态学院的研究人员共同完成，中山大学博士生崔双伟为论文第一作者，本科生彭钟峻为共同作者，中山大学吴嘉宁副教授，中山大学生态学院刘阳教授为共同通讯作者。该工作得到了深圳市稳定支持计划的支持。
通过高速度摄像和三维激光扫描技术，研究团队发现雨燕在接触水面时会采用一种独特的动态V型翅膀结构。这个V型结构能够在饮水过程中调节其角度，从而帮助雨燕保持飞行平衡。研究表明，V型翅膀的角度可以在30到60度之间变化，有效地减少了饮水过程中产生的剩余力矩，使雨燕能够稳定地从水面获取水分。
此次研究使用了三维激光扫描仪和计算流体力学模拟技术。通过高速摄像记录雨燕的饮水过程，然后利用三维激光扫描技术构建了精确的雨燕模型。通过计算流体力学模拟，详细分析了雨燕在不同翅膀角度下的受力情况，揭示了V型翅膀在维持飞行平衡中的重要作用。
这一发现不仅增加了对雨燕飞行行为的理解，还为未来的科技创新提供了宝贵的灵感。研究团队认为，这种V型翅膀结构的动态调节机制可以应用于下一代无人飞行器的设计，使其在空中更具机动性和稳定性。
https://doi.org/10.3390/biomimetics9080457
