猎豹是世界速度最快的动物吗（世界上最快的动物竟然不是猎豹）

提起世界上最快的动物，很多人第一印象就是非洲大草原上奔跑的猎豹。猎豹的极限奔跑速度可达120公里每小时。

如果将人类的短跑世界冠军与猎豹放在一起进行百米比赛的话，猎豹能够让世界冠军先跑60米的前提下还能夺冠（目前人类奔跑速度最快纪录是博尔特，百米用时9秒58，平均速度约36公里每小时）。

可见速度之快令人赞叹。

追逐羚羊的猎豹

但世界上速度最快的动物并不是猎豹，而是它！

游隼

游隼最快的飞行速度可达390公里每小时，而中国最快的高铁复兴号时速高达350公里，和游隼相比也甘拜下风。那么游隼为什么能够飞这么快呢？其骨骼结构和身体形态又是怎么承受这么快的速度呢？

Erwin R. Gowree等人利用人工训练的游隼做了一系列的研究。他们发现，游隼捕食俯冲时主要分为四个阶段。

第一阶段，游隼首先完全展开翅膀爬升，以获取最大的升力。

第二阶段，猎隼会收起双翅，采用“泪滴形状”的飞行姿态俯冲，以减小阻力，增大速度。

第三阶段，当速度足够快后，猎隼会再次部分展开双翅，身体呈M形，在速度略微降低的同时能够增加身体机动性。

第四阶段，捕获猎物。

游隼捕食俯冲过程

接着作者主要针对俯冲过程中M形身体形态，利用逆向1:1游隼造型进行了风洞试验，并且和仿真分析结果进行了对比。其中a是试验模型表面的油线显示，b是仿真分析结果，两者符合很好。c是游隼身体表面剪应力分布和流线分布，d是游隼身体表面压力分布和流线分布。

游隼试验结果与仿真分析结果对比

游隼身体表面空气流动非常复杂，伴随流动区域的分离、再附着和涡流等现象。可见游隼M形形态是一种涡流主导的复杂流动过程，这里面典型的涡流现象包括马蹄涡HSV（Horse Shoe Vortex）、背部涡DV（Dorsal Vortex）、翅涡WV（Wing Vortex）、尾涡TV（Tail Vortex）和初级羽涡PFV（Primary Feather Vortex）。

游隼身体表面典型的涡流现象（a、b、d模拟结果，c试验结果）

从飞行动力学的角度看，游隼身体表面涡流的存在大大增强了其飞行的机动性和灵活性。这些涡流能够减少气流的分离，同时由于强涡流的抽吸作用也会获取额外升力收益。

这里需要指出，一般飞行器翼型是根据减少阻力来增加升力的，设计时尽量避免涡流的存在。而大自然中诸如鸟类、昆虫等生物飞行时却能够利用涡流产生的额外收益来增强其飞行能力。

可见，我们在设计工业产品时还要多向大自然中的众生灵多多学习。