摘要：随着飞行器领域不断发展，仿生学也被更多的囊括入相关研究内容之中，但其中多为仿昆虫与鸟类飞行 ，如仿昆虫的微小飞行器，运用于海上勘察的仿海鸥飞行器。最主要的原因在于二者便于捕捉实物，这使得至今关于扑翼飞行的研究多以鸟类、昆虫为模型。然而科学界也意识到了需拓宽思路，向更大翼展的扑翼飞行模式发起挑战，翼龙仿生飞行应运而生。翼龙的研究缺少活体实物、局限于化石，所以一些学者也曾尝试制作翼龙仿生飞行器，但均未达到完备。翼龙仿生飞行还存在较大发展空间，其暗藏的研究价值尚待开发。
關键词：翼龙；仿生飞行；模型；发展
1 什么是翼龙
翼龙也称翼手龙，生物分类如下：动物界、脊索动物门、脊椎动物亚门、爬行纲、蜥形亚纲、翼龙目、翼龙科，属有多个，目前已知百余个品种，与恐龙同时代的爬行类动物即飞行爬行动物演化支，现已灭绝。
2 翼龙飞行问题
翼龙类因适应飞行演化所需，导致后辈与祖先在生理结构层面有很高差异性。翼龙类有类似于现代鸟类内部装有空气的中空骨头，胸骨呈隆脊状，这为与飞翔相关的肌肉提供了着床，加大的脑部是与飞翔相关的特化特征。部分翼龙类肩膀处的脊椎愈合为一节联合背椎，即一种在鸟类与某些翼龙类肩膀出现的复合脊骨，该结构让其在飞行过程中身体保持坚挺，也为肩胛骨提供一个稳定的支撑。翼龙的翼是由身体侧面与四节翼指骨之间的皮肤膜衍生出的，翼膜分为前膜臂膜后膜三部分。前膜手腕连至肩膀，飞行时最先遭遇空气。臂膜从极长的第四指开始向后延伸，但具体连至何处尚待考证。某些翼龙类具有尾膜，连于后肢之间甚至可能直至尾巴。
较现今的鸟类昆虫而言，翼龙的飞行生理结构与之有诸多相似处也有显著的相异处。由于前者易于捕捉实物，后者仅限化石研究，这也带来了两个科学界的热点问题：翼龙的头冠是否有膜？翼龙到底能否飞行？
综上，与常见的仿鸟类昆虫扑翼飞行器相比，以翼龙为原型，在翼型大小规格和结构特质上具有很大专门性与独立性。加之对上述两问题以及各类翼龙研究，若想得到更加准确的结论，均需以一个完备的翼龙实体模型为基础，所以翼龙仿生飞行器的研制存在很大的潜在价值。
3 关于翼龙飞行问题的观点、成果及分歧
现在科学界就翼龙飞行机理方面的研究，对翼龙是否能飞持两面态度。
3.1翼龙并非飞行高手
通常翼龙以飞行高手的形象存在于人们的印象中，但其飞行能力受限于庞大的身形和巨大的体重，起飞很困难，容易招致其他猛兽捕食，所以翼龙并非飞行高手。
翼龙身形大小各异，翼展10米的翼龙估算体重为1/4吨左右。曾有学者建立了6米翼展的计算机模型并按比例扩展为9米、12米翼展翼龙模型。借此发现各型号的翼龙均可凭借气流滑翔保持飞行，且翼膜让翼龙实现减速与安全着陆。虽然空中姿态以及降落达到了要求，但根据化石基本坐实翼龙翼展可达12米，通过计算机模拟结合翼龙的四足起飞方式（前肢和腿共同发力将身体推离地面起飞）得知10米以上翼展不适于地面起飞，因为此条件下需要极大的推力才能完成起飞，但翼龙提供的推力无法达标。来自University of Bristol的机械工程师Colin Palmer提到过虽然翼龙有着十分独到的四足起飞能力，但其飞行在物理定律层面上受限于庞大的身形。
[HT5”，6K]3.2翼龙得益于滑翔技巧和扑翼结构是当之无愧的飞行高手[HT]
研究称翼龙可进行长途飞行，它们善于驾驭风和热空气的升力。预估翼龙可单次完成16000公里的飞行，等同于国际航班的飞行任务。这也意味着翼龙能在很大地理范围内安札落户繁衍生息。
有人质疑翼龙体重较大，每次扇动均消耗大量能量，无法长距离跋涉。但研究发现翼龙翅膀面积巨大，这让翼龙，尤其是大型翼龙在飞行时主要是采取滑行，扑翼频率很低，即两次煽动之间夹带长时间的滑行。对于起飞问题，有专家提出翼龙可通过四肢一同挥动借空气升力来完成起飞。
4 翼龙仿生飞行器研究实例及不足
在扑翼机的研究中，国内外较多依照昆虫及鸟类进行设计与优化。由于翼龙是远古生物，研究区域大多停留在生物学领域，未向航空航天类学科延展。即便是生物学研究，对于翼龙的飞行性能的研究也相对较少。
在国内，浙江大学曾设计一款以翼龙命名的飞行器，但其实质仍是固定翼飞机，没有扑翼上的仿生。放眼国外，最著名的关于为1985年的由航空工程师Paul MacCready受史密森尼学会委托进行的项目，最终成品为一个0.5倍大小的风神翼龙模型，但最终实验结果并不理想，且此模型与真正的翼龙飞行模式契合度较低，如实际翼龙是用头冠来控制方向即方向舵前置的飞行系统，但此模型仍模仿现代飞机将方向舵置于尾端，且此模型的长尾干扰了对翼龙重心分布与飞行间关系的测试。综上，国内外的两次典型研究均并未达到完全意义上的契合实际。
综合分析造成翼龙仿生飞行器研究进度较慢的原因，一是翼龙的生物性数据只能从化石上得来，并非实物，二是大部分关于翼龙飞行的研究来自古生物学家或进化学家，他们在飞行层面的一些如空气动力学、飞行器方向的知识体系不够完善，三是翼龙仿生飞行器的潜在价值未被大部分人发现。上述三点结合一些其他因素，导致了该方向研究的停滞。
5 翼龙仿生飞行器研究价值
在商业领域，制造翼龙仿真飞行器有着极大的商业价值，翼龙极具观赏性，在旅游业有着大好前景，侏罗纪公园或许可以从机械层面得以实现。
在科研领域，“复活”一只翼龙使其飞行起来，将对所有有关翼龙的研究提供一种比化石观测、计算机模拟更加直观有效的手段。进一步来讲，它也可以帮助揭示翼龙到底能飞不能飞、翼龙头冠到底有没有膜等问题的谜底。同时又可以加深人类对古生物的认知如古生物的飞行原理，并丰富多个学科的知识内容，拓宽现有扑翼结构的可行性，还原翼龙飞行模拟翼龙的典型结构特征。
简言之，翼龙仿生飞行器的研制尚未完善，它就如同一块尚未开垦的田野，潜身其中终将有所收获。
作者简介：孟庆一（1995），男，汉族，山东曲阜人，本科，就读于重庆大学。