| Research Abstract |
現在地球上に棲息している動物は,地球の長い歴史に裏付けられた巧みな生命機構をその体内に有している.機械工学的観点からこれらの動物の運動を眺めた場合,有機体である動物の運動は極めて精密なメカニズムを有する優れた機械であると言える.当該研究は,飛翔あるいは飛行をおもな移動手段とする動物を取りあげ,比較的サイズの大きい鳥類から比較的サイズの小さい昆虫まで,形態学的な構造を調べ,翼や翅構造と揚力発生機構の関連性をサイズ変化を通じて究明することを目的としている.
平成10年度の研究は平成9年度の研究に引き続き,幾種類かの小さいサイズの昆虫,および,鳥類では文鳥を取りあげ,はばたき動物の自由飛行時における翅や翼の運動の高速ダイナミック現象解析装置による3次元解析を行い,はばたき動物の飛行において重要な器官(翅や翼の各部)の変位や速度の時間変動を3次元座標系において,定量的に明らかにした.そのような解析によって,ウシアブ,スズメバチ,クロマルハナバチ,文鳥の羽ばたき飛行特性が明瞭となった.また,ハエやカなどの双翅目昆虫の翅表面に観察される微毛状突起物の詳細な電子顕微鏡観察を行い,微毛状突起物の傾斜方向を丹念に調べ,昆虫の翅まわりのマイクロ・フローの方向および微毛状構造物の機能を推察した.さらに,鳥類を代表して比較的飛行性能の優れているハトをとりあげ,ハトの羽の加振振動実験によって,周波数応答特性を調べ,ハトの飛行との関連性を明らかにした,すなわち,動電形振動試験機を使用し,ハトの飛行翼を構成する初列風切り羽および次列風切り羽の低次曲げモードの固有振動数を決定した.その結果,ハトの風切り羽の固有振動数は,外側の羽ほど低い振動数となることを見い出し,また,弾性羽の固有振動数の鳥類飛行における解釈を与えた.さらに,低次曲げ振動モードの固有振動数付近において,加振方向に対して直角方向の曲げ振動モードとのモード・カップリングの発生を見い出した.これらの知見は,当該研究の遂行によって初めて得られたものである.
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