[b003700]

人類的飛行器，有超音速噴射機、螺旋槳飛機、有長程運輸機、垂直起降的直昇機與戰鬥機，也有專門長距離滑翔的觀察機；此外，還有無動力的滑翔翼、有動力滑翔機、高空氣球、飛行船等等，種類真的很多，即使有翅膀的飛行器，因為功能不同，長得也不太一樣。 那麼您知道鳥類有那些種類的飛行部隊呢? 牠們的翅膀又有那些形狀呢? 在本文中，筆者將大多數鳥類學者的翅膀分類，列舉如下：快速的部隊(high speed)、高浮力的部隊(high lift)、橢圓形狀翅膀的部隊(elliptical)，以及高翼長比的部隊(high aspect ratio)，大致分為四類。


『快速部隊』，顧名思義，就是飛行非常快速的鳥類，有隼科、鴨科、雨燕科，以及部份的燕鷗等等。 形狀上，很好辨識，屬於一體成型的，也就是說從翅膀基部，到翅膀的末端，沒有太大的凸起，像雨燕科的鳥類，就具有鐮刀狀的翅膀；而隼科的鳥類，雖然翅膀有些凸起(初級與次級飛羽之間)，但翅膀還是屬於由寬到細的形狀。 牠們飛行的時候，拍翅的動作，非常快速而且連續，期使能做到最大能量的飛行付出。 而由於翅膀第一截(初級飛羽)，屬於三角尖細，沒有什麼阻力，所以一旦衝刺，這類飛行部隊的速度，非常驚人，往往可以超過時速120公里，而隼科的猛禽，更是佼佼者，有時急速府衝可以接近300公里的速度，所以稱呼牠們為快速部隊，毫不誇張。 有一次，筆者站在鹿林山頂，觀察雨燕的過境，竟然可以聽到雨燕經過頭頂，發出『破空』的聲音，可見速度之快!

『高浮力部隊』，也很容易理解，在圖片中，我們放了三張猛禽的照片，都是寬大長條型的翅膀，有林鵰、蜂鷹與大冠鷲。 而牠們的飛翔方式，則常常使用盤旋(soaring) 的方式，是藉由上升氣流作用，而緩緩爬昇，想當然地，牠們是具有高浮力的翅膀。 當一個上升氣流的往上力量失去之後，牠們滑行到另一個上升的氣流，然後藉此不斷地移動，有些鸛類、琵鷺類的遷移，就是利用這種方式。 具科學研究，這種高浮力形狀的翅膀，藉由浮力移動，可以節省20%的能量，然而，另一種橢圓形狀的翅膀，只能夠節省2%。 高浮力部隊的鳥類，體型都比較大，重量也比較重，除了老鷹、鸛類之外，很多海洋性的鳥類，也具有高浮力的翅膀，但為了區隔陸地鳥類，我們把海洋性的鳥類區分為高翼長比的鳥類。

『高翼長比的部隊』，這也不難了解，因為牠們的翅膀很長，比身體長了好幾倍。 這種鳥類，基本上，都是屬於海洋性活動的，偶而在河口、魚塭、溼地會發現牠們。 其中鷗科鳥類、部分燕鷗是比較常見的，而鰹鳥、信天翁、軍艦鳥、穴鳥等，則比較不常見。 通常牠們的次級飛羽的部位很長，是屬於狹長型的，但也是高浮力的部隊。 牠們藉助氣流，以及掌握氣流，能力更強，因為牠們得在海洋上，克服瞬息萬變的海洋上升氣流，牠們的盤旋方式與陸地的猛禽靜態盤旋(Static soaring) 不同，稱為動態盤旋(dynamic soaring) ，這是因為牠們面臨更多的海洋氣流變化，隨時得採取動態的盤旋，不容易依靠單一上升的氣流。 有研究指出，有些燕鷗幾乎整年都在海洋上盤旋，吃飯、睡覺都是，而活動範圍也長達一萬多英哩，這真是不可思議! 顯然有些鳥類的神乎其技，遠遠超過人類的想像。

『橢圓形狀翅膀的部隊』，這是鳥類飛行部隊裡面，數量最多的，幾乎包含所有的燕雀目鳥類。 牠們的翅膀是屬於橢圓形的，而且翅膀的第一截(初級飛羽)，具有較大的面積， 會承受較大的阻力，請看圖片中喜鵲的翅膀。 這類的飛行部隊，速度顯然比不過快速部隊，上升浮力也不比過高浮力部隊，而控制氣流方面，也不如高翼長比的部隊，但牠們還是有很多的特色，而且變化多端。 例如，牠們可以在樹林中活動，不需要寬廣的空間；另外，牠們跳躍的能力或行走的能力不錯，可以彌補飛行的缺憾。 當然牠們之中，也有很多是遷移的鳥類，仍然具有長距離的移動能力，例如，鶇科、鶯科鳥類，不過這類型的遷移鳥類，翅膀末端會稍微變得比較尖細，利於較快速的飛行。

有些賞鳥的朋友，功力深厚，可以在一瞬之間，立刻辨識是那一種鳥類，這是因為他們野外觀察鳥類已經很多年，這樣不斷地累積經驗，才能成為賞鳥的高手。 由於鳥類經過您身邊的時候，通常是飛行，可以掌握的資訊有限，但您也可以依據飛翔的動作、翅膀的形狀、體型的大小、出現的環境，甚至身上的顏色，逐一推敲，慢慢建立自己辨識的能力。 這篇文章，至少已經有四個分類，告訴您不同的飛行部隊。 而您在實際的觀察中，應該可以發現更多的差異，那麼您可以建立自己的辨識系統，累積經驗後，您也可以成為一代賞鳥高手的。

[Donna]

作者　柯林.沃克

　　　　　　　　　　　　　　　　　　飛行的奧妙---鴿子的羽翅構造

　　一羽鴿子滑翔時，翅膀就像飛機的機翼一樣，靠劃過空氣的前進動力產生上升力。但鴿子翅膀神奇的地方不僅是它們的形狀，當它飛翔時，主羽的形狀也會隨翅膀的拍動而改變。翅膀要製造推進力，主羽的長度、形狀和狀況就成為最重要的環節。

　　　　　　　　　　　　文/柯林.沃克（Dr.Colin.Walker）（澳大利亞）譯/盧娜

幾乎每個鴿友在抓鴿子的時候總免不了會拉起鴿子翅膀瞧瞧。究竟鴿子翅膀該具備哪些特質呢?這些特質又真能影響它們的競翔表現嗎?

鴿子要在空中停留，前進和競翔都得靠它們那一雙翅膀。光靠鑒識它們的翅膀，我們並不能絕對判斷它們競翔能力的好壞。然而，只要鴿子的翅膀構造未影響到它們上升和前進的推動力，在某一個程度上，我們依然能夠靠翅膀判斷它們的競翔能力。

鴿子在空中滑翔前進時，一雙翅膀就像飛機的機翼一樣，靠快速前進的推動力上升起飛。鴿子拍動翅膀的動作同時提供它們上升和前進所需的推動力。

★上升

鴿子展翅升空時，它們的翅膀弧度和曲線，羽毛品質，副羽大小和支撐翅膀的肩部起到了重要的作用。

★翅膀弧度和曲線

　　弧度指的是拉開鴿子翅膀，由正面顯示出來的曲線或弧線。為了上升，翅膀一側的氣壓要比另一側為低，這時翅膀就必須呈一弧度。空氣通過展開翅膀的弧度表面需花較長時間，結果導致翅膀上方的氣壓較下方為低。不同的氣壓製造出上升的動力，即所謂的升空。這個迷人的動作被稱作伯努利效應(Bernouli effect)。伯努利發現空氣在流動時會形成一種動壓(亦即是空氣造成的壓力)和靜壓 (純為空氣重量)。空氣總氣壓為這兩種壓力的總和，而且必須是相同不變的。因此，當空氣流動較為快速時，它的壓力就變得較小。這表示在翅膀弧度表面急速通過的空氣形成一個低壓區，導致鴿子上升。

如果鴿子想要輕鬆地保持相同的飛行高度，上升的動力就必須要足以支撐鴿子的體重，而鴿子非得要靠有一雙弧度完美的翅膀才可以達到這點。所以，我們只要說鴿子翅膀應呈現一個完美弧度就已足夠了，而那些翅膀較平直，無法製造上升動力的鴿子若想停留在空中就必須花費更多的能量和熱量，所以它們也就更容易疲累。因此，鴿友應該淘汰掉有這類翅膀構造的鴿子。

★羽毛品質

要獲得最大上升力，通過翅膀周圍的氣流就必須呈完整的“流線型”。非“流線型”的氣流會形成漩渦引起亂流，亂流打亂平緩的氣流，導致上升力流失，增加翅膀的阻力(翅膀通過空氣時的阻力)。翅膀依然能製造上升力，但力度會減弱。良好的羽毛品質來自遺傳和鴿友細心的照料，鴿子羽質的好壞，鴿友一抓即見分曉。

★翅膀表面面積

上升取決於翅膀的表面面積。大型翅膀比小型翅膀能容許更多空氣的通過和造成更多的上升動力。表面面積指的是翅膀副羽和主羽的長度和寬度。有人說翅膀越大似乎就越好。然而，在本文後面有關推動力的介紹裏，各位會發現有關主羽的寬度和長度還受其他因素限制。為了取得最大上升力，副羽必須提供展開翅膀充分和完整的基礎，不過由於副羽不能影響主羽的動作，它們的尺寸必須有所限制。跟主羽比較起來顯得長的副羽能使鴿子快速飛行，但鴿子體內的能量很快就耗盡；副羽比主羽短的鴿子飛得慢，不過能量耗損較慢，飛行時間較持久。最好的翅膀設計是整排副羽都較第l根主羽(最靠近身體的那一根主羽)為短。

★肩部

許多鴿友在拉開鴿子翅膀的同時都會摸一下它們的肩部，通常這是用來感覺由肩部到上膊部位骨頭的長度。每羽鴿子這根骨頭的長度都不同，而長度的不同正影響了翅膀的功能。連接這根骨頭的肌肉(如胸肌和其他肌肉)在翅膀向下拍動時，負責拉起翅膀高過背部的功能。當鴿子狀態良好時，隨著胸肌(負責翅膀下拍和拉起上膊部)發育，這些肌肉亦跟著結實和飽滿，這個事實證明它們在今日競爭高熱化的比賽裏扮演了舉足輕重的角色。

上膊骨最理想的長度是多長呢?這點我們無法下定論，不過與其一味強調它的長度，還不如說它的長度必須跟翅膀其他部分呈適當比例來得重要。另外，上膊骨不僅提供翅膀基礎，同時亦支援翅膀做出正確角度。

翅膀與氣流呈現正確角度能夠創造出額外的上升力。當翅膀前緣往上，氣流即被往下壓往翅膀側緣，造成一種“下降氣流”。這種“下降氣流”亦對鴿子上升提供一股助力。翅膀迎向氣流傾斜的角度越大，空氣向下的偏向度就越大，並產生更大的上升力。

一羽鴿子能夠拉直翅膀飛翔，不過這並不合乎經濟效益。翅膀邊緣稍微仰起，拉力就低(因為翅膀只提供小阻力)，上升力就小。翅膀前緣仰起增加上升力，但通過某一固定點後，翅膀尖端即陷入氣流裏，結果所引起的阻力使得鴿子往前飛行。必須長時間飛行時，翅膀最佳的拉展姿勢是由水平方向呈4度角仰起。角度到達15度角後，上升力消失，鴿子即失速(Stall)。解剖學證實前翼的構造來自遺傳。同時亦證實鴿子靠調整翅膀姿勢來控制它們的飛行速度。

上升亦受空氣密度影響。熱天裏空氣稀薄和輕盈時，能夠比較高密度和空氣沉重時產生更多上升力。這是因為通過翅膀的重空氣較少所致。這也是鴿子何以較喜歡在熱天裏出舍運動和顯得較不疲累的原因。

氣流速度亦對上升有影響。氣流速度越快，翅膀上方的壓力就越小，上升力就越大。有趣的是，翅膀上方的氣流速度為原先的2倍時，上升力即增為4倍。我們都見過一羽鴿子在鴿舍屋頂上迎風展翅，突然像支火箭般往天空竄去的景象，問題是有時候降落時若風太大，它們會難以控制飛行高度。

★推進力

一羽鴿子滑翔時，翅膀就像飛機的機翼一樣，靠劃過空氣前進的動力產生上升力。但鴿子翅膀神奇的地方不僅是它們的形狀，還有鴿子在飛翔時，主羽的形狀也會隨著翅膀的拍動而改變。其實，這在所難免，因為飛禽類的翅膀並不像飛機機翼，它們不僅要提供上升力，同時還必須製造前進所需的推進力。

翅膀要製造推進力，主羽的長度、形狀和狀況就成為最緊要的環節。

[Donna]

★主羽

每一根主羽羽瓣(每一根羽毛都由一根莖管和朝兩邊延伸，所謂羽瓣的蛛網狀細絲材料所構成)的尾緣都比前緣較寬闊和較具彈性。隨著翅膀往下拍動，羽瓣隨著尾緣往上而扭曲，進而把空氣往後推以製造出前進力。為了快速前進，鴿子加快拍翅速度，讓主羽更加扭曲以增加前進力。翅膀抬起時，翅膀被拉得跟身體更接近，整排主羽也會分開，讓空氣得以穿過翅膀。如此一來，鴿子的身體就能夠避免往下掉。有趣的是，翅膀最後抬起時稍稍往後揮動的小動作，促使主羽迎風往下彎曲，以取得更大的前進力。

一羽賽鴿的翅膀尺寸必須要能讓鴿子飛行起來感覺舒適，並且要和身體呈適當比例，不然這羽鴿子的飛翔會變得沒效率，導致體力過快消耗殆盡。這裏有一個以一隊划船手進行的類似實驗：這隊划船手分別拿到尺寸太大或太小的劃槳，尺寸較小的劃槳滑得快，不過船的前進速度緩慢；劃槳尺寸太大滑起來很吃力，但每滑一次船便能前進一大步，不過划船手很快便會感覺筋疲力竭。類似道理，主羽長度必須跟鴿子身體呈適當比例。


然而，大體上來講，跟短距離高速鴿比較起來，長距離鴿主羽似乎較長(副羽亦較短)。短翅膀能夠快速上下拍動，以致前進速度快。相反地，長途鴿的長翅膀上下拍動起來較花時間，不過每拍動一次便能往前推進一大步(就跟腿長的人跨步距離較長的道理一樣)。這表示拍翅次數相同，長距離鴿卻能往前移動較長距離。加上其他因素使得長距離鴿可以飛得更遠和更持久，不過卻不會感覺疲累。由於短翅膀飛起來格外辛苦，所以高速鴿的高速飛翔僅能維持較短時間。長距離優勝鴿第10根主羽最長，也沒什麼不平常，還有些鴿子第8、第9和第10根主羽一樣長。短距離高速鴿通常第9根主羽最長。當鴿子後幾根主羽正值換羽期，卻被送去比賽時，它們為了維持前進的推動力，羽翼工作的高困難度我們不難想像，所以它們的奮鬥精神實在值得人們贊許。

長距離鴿往往最後4根主羽間隙較大。這使得鴿子在抬起翅膀時，空氣能很容易穿過，鴿子只需花最小力氣就能抬起翅膀。高速鴿翼羽較寬，羽瓣尾端形狀較圓。如此一來，翅膀向下拍動時，羽瓣便能推動更多空氣，製造出更大的前進力，所以翼羽較寬闊的鴿子飛得較快。不過，空氣阻力的增加使得鴿子翅膀往下拍動起來更辛苦，而且由於主羽間缺乏透風的間隙，它們抬起翅膀亦很吃力。這些因素使得高速鴿飛得快，但也累得快。

不消說主羽必須強壯，不過由於必須承受翅膀每拍動一次所產生的壓力，它們亦必須足夠柔軟和具備高彈性。如前所述，良好的羽毛品質來自遺傳和鴿友細心的照料。
因此，一羽其他條件皆優的鴿子必須要有哪種類型的翅膀才能獲勝呢?總歸來講，空氣動力學定律告訴我們，鴿子翅膀跟身體比例應該適中，有明顯弧度即曲線，支撐翅膀的肩部要強壯，羽毛品質要優良。副羽應該完整，但長度不能長過最短的主羽。另外，好的長距離鴿主羽，特別是最後4根主羽應該較長，但尾端應該較尖。高速鴿多半翅膀較短，羽瓣較寬闊。所有定律都會有例外，不過經由上述介紹，筆者希望能夠幫助鴿友取得一些有關鴿子羽翅方面的知識。

文章最後筆者要特別向悉尼大學蓋瑞.克羅斯(Gary Cross)教授致謝，感謝他為撰寫本文提供許多幫助。

[Donna]

作者: Donna

高速鴿多半翅膀較短，羽瓣較寬闊。所有定律都會有例外

整篇文章都寫的很棒，仔細想一想，我們雖然寫不出這麼像樣的文章，但我們的對鴿子翅膀的感覺不正跟本文相呼應嗎！？我不是放馬後炮，是真心話．

[StevenWang]

★翅膀表面面積

上升取決於翅膀的表面面積。大型翅膀比小型翅膀能容許更多空氣的通過和造成更多的上升動力。表面面積指的是翅膀副羽和主羽的長度和寬度。有人說翅膀越大似乎就越好。然而，在本文後面有關推動力的介紹裏，各位會發現有關主羽的寬度和長度還受其他因素限制。為了取得最大上升力，副羽必須提供展開翅膀充分和完整的基礎，不過由於副羽不能影響主羽的動作，它們的尺寸必須有所限制。跟主羽比較起來顯得長的副羽能使鴿子快速飛行，但鴿子體內的能量很快就耗盡；副羽比主羽短的鴿子飛得慢，不過能量耗損較慢，飛行時間較持久。最好的翅膀設計是整排副羽都較第l根主羽(最靠近身體的那一根主羽)為短。


以上所述似乎與事實不同?

[simon0701]

真是感謝樓上這位大大如此用心的文章

[Donna]

作者: StevenWang

跟主羽比較起來顯得長的副羽能使鴿子快速飛行，但鴿子體內的能量很快就耗盡；副羽比主羽短的鴿子飛得慢，不過能量耗損較慢，飛行時間較持久。最好的翅膀設計是整排副羽都較第l根主羽(最靠近身體的那一根主羽)為短。
以上所述似乎與事實不同?

是喔！『最好的翅膀設計是整排副羽都較第l根主羽(最靠近身體的那一根主羽)為短』這句話應該蠻平常的。
『跟主羽比較起來顯得長的副羽能使鴿子快速飛行，但鴿子體內的能量很快就耗盡』，這句話應該是相對性而言，不是真的指副羽比主羽長，倒底副羽越長浮力越好？還是速度越快？還是浮力好的鴿子速度就快？還是浮力好的鴿子速度比較慢？這可考倒我了，不過也可能是作者寫錯，或是翻譯上出了問題，因為翻譯文章的不見得養過鴿子，大家繼續討論出共識。

[p585311]

作者: Donna

是喔！『最好的翅膀設計是整排副羽都較第l根主羽(最靠近身體的那一根主羽)為短』這句話應該蠻平常的。
『跟主羽比較起來顯得長的副羽能使鴿子快速飛行，但鴿子體內的能量很快就耗盡』，這句話應該是相對性而言，不是真的指副羽比主羽長，倒底副羽越長浮力越好？還是速度越快？還是浮力好的鴿子速度就快？還是浮力好的鴿子速...

如果改成『跟主羽比較起來顯得長的副羽能增加鴿子的爆發力使鴿子快速飛行（指的應該是很短的距離），但鴿子體內的能量很快就耗盡』，
你看如何

副羽比主羽短的鴿子飛得慢（指的應該是長距離的鴿子），不過能量耗損較慢，飛行時間較持久。

[Donna]

[QUOTE=p585311]如果改成『跟主羽比較起來顯得長的副羽能增巨狟F子快速飛行（指的應該是很短的距離），但鴿子體內的能量很快就耗盡』，
你看如何

副羽比主羽短的鴿子飛得慢（指的應該是長距離的鴿子），不過能量耗損較慢，飛行時間較持久/QUOTE]

看到牛肉了，我仔細看一下全文再來討論。

[Donna]

[QUOTE=p585311]如果改成『跟主羽比較起來顯得長的副羽能增巨狟F子快速飛行（指的應該是很短的距離），但鴿子體內的能量很快就耗盡』，
你看如何

副羽比主羽短的鴿子飛得慢（指的應該是長距離的鴿子），不過能量耗損較慢，飛行時間較持久/QUOTE]

其實我看不懂妳的意思，但我認為台灣應該不能算短距離，也不能算長距離，五關賽應該折衷算是中距離比較恰當，主羽要像長距離的鴿子，副羽要向短距離的鴿子，這樣可以嗎？那翅膀弧度呢？高氣壓往低氣壓流造成鴿子升空，文章裡好像沒說很清楚，外國人原來留一手，『翅膀應呈現一個完美弧度就已足夠了，而那些翅膀較平直，無法製造上升動力的鴿子若想停留在空中就必須花費更多的能量和熱量』這句話應該很關鍵。