请教大拿，鱼的尾部推进系统和螺旋浆推进系统谁效率高？

版上学生物力学的很少吧

摇橹的推力方向和船身有夹角，必然要做很多无用功，摇过的人都知道，鱼尾应该也是这样吧

我生物盲，个人猜测鱼之所以看起来如离弦之箭，是因为推重比高吧，而不是鱼尾推进效率高？就像蚂蚁小细腿也可以撑起来比自己体重高得多的物体，但是并不是说蚂蚁腿的结构上有什么神奇之处？供楼主参考...

这个不能单纯的看鱼的尾部推进系统和螺旋浆推进系统谁效率高,鱼的动作也确实比人类制造的舰艇灵活许多,不管是冲刺速度还是突然加速的能力.

但是不要忘记了对于推进系统的时候还需要对比单位功率,以鱼为例,以一条1公斤的鱼来说,只要它的尾巴能瞬间甩出大于1公斤的力量输出,那它的整体推重比就是大于1的,反观人类的舰艇,以一艘1万吨的军舰为例,它要以啥逆天的动力系统才能在不到1秒的时间内爆发出大于1万吨的推进力??!(这还仅仅是说的动力,就算有这不到1秒的时间就产生出1万吨以上的推动力的逆天动力系统,真要把这动力作用于一艘1万吨的军舰上的话,军舰又该拿什么材料来制造才能扛住这瞬间的大G力还能不解体?!)

同样的道理,人类制造的飞机机动性也和鸟类无法比(特别是瞬间加速和瞬间减速的能力),这不是因为人类制造的机翼比鸟类的扑翼差造成的,而是由于单位功率造成的,人类目前的科技就算真制造出了能满足如鸟类飞行一样机动性能的动力,那这套动力的重量也决定了它必须以更大的机翼更大机身来安装才能使用,而更大的机翼更大的机身又会导致这套动力系统的单位功率急剧下降,要去解决这套动力装置的单位功率急剧下降的问题就又成了面多加水水多加面的闹剧了.

有科学家做过研究,如果给人类装上翅膀,让人类模仿鸟类的动作飞翔的话,人类的胸骨需要长成前突一米左右的样子才能让人双手的肌肉能达到足以把翅膀扇动到能把自身重量带离地面的力量,而人类如果用飞行翼而不是扑翼的话,那现在的动力伞就是人类能飞翔的证明,只不过性能比鸟类的飞行性能要差得远.

楼主你既然都知道说有些鱼类能瞬间改变方向用很快的速度冲刺,那你想过没有人类制造的机械代入重量比的话,有那种机械能承受住自身重量的那种鱼类加速度带来的G力而不解体的??

这个不能单纯的看鱼的尾部推进系统和螺旋浆推进系统谁效率高,鱼的动作也确实比人类制造的舰艇灵活许多,不管是冲刺速度还是突然加速的能力.

但是不要忘记了对于推进系统的时候还需要对比单位功率,以鱼为例,以一条1公斤的鱼来说,只要它的尾巴能瞬间甩出大于1公斤的力量输出,那它的整体推重比就是大于1的,反观人类的舰艇,以一艘1万吨的军舰为例,它要以啥逆天的动力系统才能在不到1秒的时间内爆发出大于1万吨的推进力??!(这还仅仅是说的动力,就算有这不到1秒的时间就产生出1万吨以上的推动力的逆天动力系统,真要把这动力作用于一艘1万吨的军舰上的话,军舰又该拿什么材料来制造才能扛住这瞬间的大G力还能不解体?!)

同样的道理,人类制造的飞机机动性也和鸟类无法比(特别是瞬间加速和瞬间减速的能力),这不是因为人类制造的机翼比鸟类的扑翼差造成的,而是由于单位功率造成的,人类目前的科技就算真制造出了能满足如鸟类飞行一样机动性能的动力,那这套动力的重量也决定了它必须以更大的机翼更大机身来安装才能使用,而更大的机翼更大的机身又会导致这套动力系统的单位功率急剧下降,要去解决这套动力装置的单位功率急剧下降的问题就又成了面多加水水多加面的闹剧了.

有科学家做过研究,如果给人类装上翅膀,让人类模仿鸟类的动作飞翔的话,人类的胸骨需要长成前突一米左右的样子才能让人双手的肌肉能达到足以把翅膀扇动到能把自身重量带离地面的力量,而人类如果用飞行翼而不是扑翼的话,那现在的动力伞就是人类能飞翔的证明,只不过性能比鸟类的飞行性能要差得远.

楼主你既然都知道说有些鱼类能瞬间改变方向用很快的速度冲刺,那你想过没有人类制造的机械代入重量比的话,有那种机械能承受住自身重量的那种鱼类加速度带来的G力而不解体的??

鱼的推进方式必须与身体弯扭相配合才能达到高的效率吧？而船身是刚性的，做不到这个。

有点明白了，看来这玩意儿有可能只能用在仿生鱼雷和侦察鱼群等小型兵器上，载人的就算了吧。

推进效率不是一个一成不变的常量，在不指明速度的情况下，没有讨论的意义。

适用性有时候比效率更重要
你看轮子比腿效率高多了
但没有一个陆上生物进化成轮子的样子
因为除了稍平点的路轮子都过不去

行走 发表于 2012-2-14 15:31
推进效率不是一个一成不变的常量，在不指明速度的情况下，没有讨论的意义。
机械推进的效率永远比不上生物推进的,法拉利和战斗机比赛0速度起步加速能在5秒内赢过战斗机,但法拉利的0速度开始加速能力和短跑运动员比赛的时候再起步后的1-2秒内却连短跑运动员双腿的加速能力都比不上.

生物推进从动力到推进装置从理论上说是以生物电为信号传递的,而机器却是以机械物理结构为信号传递的,生物电的传输速度比机械物理结构的反应速度可是快了不是一点半点.

skyline1204 发表于 2012-2-14 14:38
这个不能单纯的看鱼的尾部推进系统和螺旋浆推进系统谁效率高,鱼的动作也确实比人类制造的舰艇灵活许多,不管 ...
强，学习

北京野人 发表于 2012-2-14 15:25
有点明白了，看来这玩意儿有可能只能用在仿生鱼雷和侦察鱼群等小型兵器上，载人的就算了吧。
跟鱼相当重量的小艇都可以在水上“飞”了.....所以就算是跟最大海洋生物比跟一只蓝鲸差不多大的轻型巡逻艇也比蓝鲸快得多....

skyline1204 发表于 2012-2-14 15:45
机械推进的效率永远比不上生物推进的,法拉利和战斗机比赛0速度起步加速能在5秒内赢过战斗机,但法拉利的0速 ...
你这个忽略了车本身与地面的状态....你有没有考虑如果法拉利是在一根齿条轨上结果会是怎样....你这个出发点就错了...

火车诞生的时候就用何种轨道效率最高做过测试的,测试轨道有平滑的有你说的齿条轨的,最后得出的结论是轮子在平滑轨上的效率是高的,这也就成了后来的火车轨道统一的标准.

光看响应速度法拉利就已经完败于人类的身体了,法拉利和人类短跑运动员同时起步开跑,油门下去/行车电脑把命令传给喷油装置/喷油装置再喷出汽油/汽油在汽缸里点火/爆炸的力量带动活塞转动/活塞输出动力至变速箱/变速箱的齿轮结构相互开始咬合再输出动力到行走机构也就是轮胎......光算到这里你觉得法拉利的机器多长时间能完成这一系列响应操作?1秒?2秒?那不好意思,在法拉利轮子开始转起来之前以生物电为响应传输介质的人类短跑运动员这时候已经窜出去3-5米的距离了.

ASSO 发表于 2012-2-14 15:56
你这个忽略了车本身与地面的状态....你有没有考虑如果法拉利是在一根齿条轨上结果会是怎样....你这个出发 ...

火车诞生的时候就用何种轨道效率最高做过测试的,测试轨道有平滑的有你说的齿条轨的,最后得出的结论是轮子在平滑轨上的效率是高的,这也就成了后来的火车轨道统一的标准.

光看响应速度法拉利就已经完败于人类的身体了,法拉利和人类短跑运动员同时起步开跑,油门下去/行车电脑把命令传给喷油装置/喷油装置再喷出汽油/汽油在汽缸里点火/爆炸的力量带动活塞转动/活塞输出动力至变速箱/变速箱的齿轮结构相互开始咬合再输出动力到行走机构也就是轮胎......光算到这里你觉得法拉利的机器多长时间能完成这一系列响应操作?1秒?2秒?那不好意思,在法拉利轮子开始转起来之前以生物电为响应传输介质的人类短跑运动员这时候已经窜出去3-5米的距离了.

首先,不管什么船的启动响应时间还是瞬间加速度时间都比不过蓝鲸.

其次,拿水流环境和只有小部分处于水中大部分都在空气环境中的快艇和鱼比绝对速度,你不觉得这样的对比没有任何意义么??

再再其次,同样全身入水下的环境也就是同样的密度环境下,人类最快的核动力潜艇的最高速度也比不多很多以速度为特长的鱼,不止是核潜艇,就是核潜艇发射的鱼雷的速度也比不过很多鱼的冲刺速度.

有科学家做过研究,当机械在水下的速度达到一定之后,再大的动力加上去也像被黑洞一样吸收得无影无踪丝毫不能对突破某个速度起到一点帮助,但从鱼类的速度看起来,显然大自然在亿万年前就已经为鱼类解决了这道到现在还拦在人类面前的坎,现在科学家都还在研究为什么鱼类在水里能轻松冲刺出时速近100公里的速度,而人类的机械不管怎么制造都无法突破甚至无法接近鱼类的速度.

动物的绝对速度在很多时候和人类能造出的机器无法比(这里指的动物恰恰不包括鱼类),但就启动速度和瞬间加减速的能力,人类现在能造出来的所有机械的那点启动速度和瞬间加减速在动物面前都不好意思提出来比.

ASSO 发表于 2012-2-14 15:52
跟鱼相当重量的小艇都可以在水上“飞”了.....所以就算是跟最大海洋生物比跟一只蓝鲸差不多大的轻型巡逻艇 ...

首先,不管什么船的启动响应时间还是瞬间加速度时间都比不过蓝鲸.

其次,拿水流环境和只有小部分处于水中大部分都在空气环境中的快艇和鱼比绝对速度,你不觉得这样的对比没有任何意义么??

再再其次,同样全身入水下的环境也就是同样的密度环境下,人类最快的核动力潜艇的最高速度也比不多很多以速度为特长的鱼,不止是核潜艇,就是核潜艇发射的鱼雷的速度也比不过很多鱼的冲刺速度.

有科学家做过研究,当机械在水下的速度达到一定之后,再大的动力加上去也像被黑洞一样吸收得无影无踪丝毫不能对突破某个速度起到一点帮助,但从鱼类的速度看起来,显然大自然在亿万年前就已经为鱼类解决了这道到现在还拦在人类面前的坎,现在科学家都还在研究为什么鱼类在水里能轻松冲刺出时速近100公里的速度,而人类的机械不管怎么制造都无法突破甚至无法接近鱼类的速度.

动物的绝对速度在很多时候和人类能造出的机器无法比(这里指的动物恰恰不包括鱼类),但就启动速度和瞬间加减速的能力,人类现在能造出来的所有机械的那点启动速度和瞬间加减速在动物面前都不好意思提出来比.

鱼尾有神经自动感应调节角度，现在科技水平无法达到

鱼的尾巴多大啊，同比例换成舰船什么样？再加上动力装置。。。。。。。

这个有人做过试验，记得在CCTV《我爱发明秀》那看过。感觉鱼尾推进系统效率还是很高的。

外形仿企鹅好 企鹅的身子游泳的时候不动 光鳍状肢动

skyline1204 发表于 2012-2-14 16:21
首先,不管什么船的启动响应时间还是瞬间加速度时间都比不过蓝鲸.

其次,拿水流环境和只有小部分处于水 ...
水面舰艇在水和空气界面上的兴波阻力被你无视了,这才是大头,所以船头才要设计的尖

skyline1204 发表于 2012-2-14 16:21
首先,不管什么船的启动响应时间还是瞬间加速度时间都比不过蓝鲸.

其次,拿水流环境和只有小部分处于水 ...
时速100公里算什么,暴风雪鱼雷200KT,梭鱼鱼雷240KT,就算不考虑超空泡推进,鱼2也有70KT

从能量利用效率来说轮子比人的双腿高.........特别是腿这种东西....随速度上升效率下降很快

skyline1204 发表于 2012-2-14 15:45
机械推进的效率永远比不上生物推进的,法拉利和战斗机比赛0速度起步加速能在5秒内赢过战斗机,但法拉利的0速 ...

从能量利用效率来说轮子比人的双腿高.........特别是腿这种东西....随速度上升效率下降很快

仿生,只是仿而不是照搬,
想当初,人类仿飞鸟用扑翼没成功却搞成今天的固定翼飞机,但固定翼飞机一样能飞翔在天空中

鱼类速度、加速的冠军忘记是旗鱼还是金枪鱼了，好像还有一种鱼稍小一点，能突然加减速、高速时90度突然转弯。
就像动物进化不出轮子一样，机械也难以成为整体摆动的设计
不同动物的体量不同，有些概念不好比。比如蚂蚁、犀牛甲虫的负重、跳蚤的跳高，若是等比例放大或是缩小，必然都是悲剧
不过那一系列电子机械动作过程比生物电的速度慢的说法不敢苟同，“捏铅笔”实验，人做不到机器没问题，战车的灭火抑爆绝对比手工灭火强。汽车起步啥的还是力和质量的老问题，再说“轻踩离合慢给油”嘛

skyline1204 发表于 2012-2-14 14:38
这个不能单纯的看鱼的尾部推进系统和螺旋浆推进系统谁效率高,鱼的动作也确实比人类制造的舰艇灵活许多,不管 ...
呵呵，的确是，其实lz有点太小白了。要知道生物上的东西很多都比我们的机械要精密，况且，鱼尾在鱼前进过程中根本不可能单靠尾部。就算我们人类造出了和生物动力一样nb的花动机和nb的材料，也不能让潜艇像鱼一样把整个身躯拿来推进吧。。

鱼的运动不是光靠尾部完成的，应该是整个身体协调完成的。

生物的运动系统经过上亿年的进化已经趋于完善。

skyline1204 发表于 2012-2-14 15:45
机械推进的效率永远比不上生物推进的,法拉利和战斗机比赛0速度起步加速能在5秒内赢过战斗机,但法拉利的0速 ...
例子举错了，应该说机械的能量转化效率和肌肉没得比，而不是比鱼尾和螺旋桨。
f1的0-100加速能到1.8秒，和人比？人最多只能领先5米。这个例子根本和效率无关，功重比和摩擦力方面而已。
功重比更猛的，美式04赛车，0-100小于1秒。
最大化利用轮胎摩擦力的，跑车的弹射系统。911t的，0-40只要1.4秒。
至于飞机，也是推重比的问题。
当然，如果比赛硬要从车辆点火开始算起，那当我没说。
后面说的F1从油门到轮胎的响应速度，那时间小于0.2秒。人的起跑反应时间差不多0.15秒，要到25米处才能达到最高跑速的90%，这还要用到起跑器呢，没你说的那么神。

skyline1204 发表于 2012-2-14 16:21
首先,不管什么船的启动响应时间还是瞬间加速度时间都比不过蓝鲸.

其次,拿水流环境和只有小部分处于水 ...
很难想象以后的船舰都跟鱼一样在水里扭来扭曲。其他不说，光那种来回摩擦产生的磨损就要命了。

潜艇也有近50节的纪录。不比生物们的100kmh差多远。至于爆发力，其实不是机械办不到，而是跟本不必要。动不动就是几个G的加速度起步，谁也受不了呀

我感觉，仿生学的意义不在于提供了什么可以照搬的技术，而在于开拓了人的思维。鸟类给人的最大启示就是：利用空气，可以飞。利用这一点，人类造出的飞机飞得比任何鸟都高都快都灵活。要是只想着怎么模仿鸟类扑哧朴次翅膀飞，我们这会儿去美洲怕还在坐船。

额，如果战争是谁家的鱼雷快过旗鱼谁就赢的话鱼雷早就甩开动物几条大街了，可惜不是，所以鱼雷没追求速度。。因为一定的燃料，一味的高速度达不到最大航程。而且生物是亿万年适应环境的结果，武器有他的指标。