飛行的奧妙---鴿子的羽翅構(gòu)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(chǎn)生上升力。但鴿子翅膀神奇的地方不僅是它們的形狀，當(dāng)它飛翔時，主羽的形狀也會隨翅膀的拍動而改變。翅膀要制造推進力，主羽的長度、形狀和狀況就成為最重要的環(huán)節(jié)。
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(zhì)呢?這些特質(zhì)又真能影響它們的競翔表現(xiàn)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，我們并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(gòu)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(zhì)，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(cè)的氣壓要比另一側(cè)為低，這時翅膀就必須呈一弧度�？諝馔ㄟ^展開翅膀的弧度表面需花較長時間，結(jié)果導(dǎo)致翅膀上方的氣壓較下方為低。不同的氣壓制造出上升的動力，即所謂的升空。這個迷人的動作被稱作伯努利效應(yīng)(Bernouli effect)。伯努利發(fā)現(xiàn)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?yōu)榭諝庵亓?�？諝饪倸鈮簽檫@兩種壓力的總和，而且必須是相同不變的。因此，當(dāng)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(qū)，導(dǎo)致鴿子上升。
如果鴿子想要輕松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(yīng)呈現(xiàn)一個完美弧度就已足夠了，而那些翅膀較平直，無法制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(yīng)該淘汰掉有這類翅膀構(gòu)造的鴿子。
★羽毛品質(zhì)
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(dǎo)致上升力流失，增加翅膀的阻力(翅膀通過空氣時的阻力)。翅膀依然能制造上升力，但力度會減弱。良好的羽毛品質(zhì)來自遺傳和鴿友細(xì)心的照料，鴿子羽質(zhì)的好壞，鴿友一抓即見分曉。
★翅膀表面面積
上升取決于翅膀的表面面積。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，在本文后面有關(guān)推動力的介紹里，各位會發(fā)現(xiàn)有關(guān)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(chǔ)，不過由于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(nèi)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(shè)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(fù)責(zé)拉起翅膀高過背部的功能。當(dāng)鴿子狀態(tài)良好時，隨著胸肌(負(fù)責(zé)翅膀下拍和拉起上膊部)發(fā)育，這些肌肉亦跟著結(jié)實和飽滿，這個事實證明它們在今日競爭高熱化的比賽里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(diào)它的長度，還不如說它的長度必須跟翅膀其他部分呈適當(dāng)比例來得重要。另外，上膊骨不僅提供翅膀基礎(chǔ)，同時亦支持翅膀做出正確角度。
翅膀與氣流呈現(xiàn)正確角度能夠創(chuàng)造出額外的上升力。當(dāng)翅膀前緣往上，氣流即被往下壓往翅膀側(cè)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，并產(chǎn)生更大的上升力。
一羽鴿子能夠拉直翅膀飛翔，不過這并不合乎經(jīng)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，但通過某一固定點后，翅膀尖端即陷入氣流里，結(jié)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度角后，上升力消失，鴿子即失速(Stall)。解剖學(xué)證實前翼的構(gòu)造來自遺傳。同時亦證實鴿子靠調(diào)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。熱天里空氣稀薄和輕盈時，能夠比較高密度和空氣沉重時產(chǎn)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里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(fēng)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(fēng)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(chǎn)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，因為飛禽類的翅膀并不像飛機機翼，它們不僅要提供上升力，同時還必須制造前進所需的推進力。
翅膀要制造推進力，主羽的長度、形狀和狀況就成為最緊要的環(huán)節(jié)。
★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(wǎng)狀細(xì)絲材料所構(gòu)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，進而把空氣往后推以制造出前進力。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，翅膀最后抬起時稍稍往后揮動的小動作，促使主羽迎風(fēng)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，并且要和身體呈適當(dāng)比例，不然這羽鴿子的飛翔會變得沒效率，導(dǎo)致體力過快消耗殆盡。這里有一個以一隊劃船手進行的類似實驗：這隊劃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，不過劃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(dāng)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(shù)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。由于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(yōu)勝鴿第10根主羽最長，也沒什么不平常，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(dāng)鴿子后幾根主羽正值換羽期，卻被送去比賽時，它們?yōu)榱司S持前進的推動力，羽翼工作的高困難度我們不難想像，所以它們的奮斗精神實在值得人們贊許。
長距離鴿往往最后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，制造出更大的前進力，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，而且由于主羽間缺乏透風(fēng)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，不過由于必須承受翅膀每拍動一次所產(chǎn)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(zhì)來自遺傳和鴿友細(xì)心的照料。
因此，一羽其他條件皆優(yōu)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(xué)定律告訴我們，鴿子翅膀跟身體比例應(yīng)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(zhì)要優(yōu)良。副羽應(yīng)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，特別是最后4根主羽應(yīng)該較長，但尾端應(yīng)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(jīng)由上述介紹，筆者希望能夠幫助鴿友取得一些有關(guān)鴿子羽翅方面的知識。
文章最后筆者要特別向悉尼大學(xué)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。