對天空的幻想人皆有之，以前常常夢見自己飄浮在空中，雙腳離地，望着腳下夥伴驚奇的雙眼。

也時常夢見巨大的星球印在空中，在橘黃色的背景下散發着巨大引力，帶領自己飛向宇宙。

可惜的是，還沒過把瘾，總是醒了。這個時候，就會很想去宇宙逛一逛、去藍天飛一飛。

但是宇宙太遠了，不如先飛上藍天。

想必大家都知道，要像鳥類一樣飛行，就必須要有羽毛。羽毛是鳥類飛行的必備條件之一，也是第一個出現的與飛行有關的結構。最早的鳥，如始祖鳥，人們就是根據化石殘存的羽毛痕迹，推斷它具有飛行能力的。

掉毛的鳳凰不如雞，少了羽毛，再神通廣大，鳥類也是飛不起來的。（如果有蝙蝠那樣的飛膜也可以，本文隻讨論羽毛。）那麼，假設自己符合所有飛行條件，隻剩下羽毛沒裝好，是否隻需要在全身插滿羽毛就能飛翔呢？

——這個是需要仔細思考的事情。

始祖鳥化石，右下可見羽毛痕迹。

在裝羽毛之前，我需要仔細考慮羽毛的功能、結構、以及位置等等。

結構與功能相适應，所以要選擇适合飛行的羽毛。

是的，不是所有羽毛都适合飛翔。我們所知的羽毛，也就是鳥羽，根據結構和功能，可以分為正羽、絨羽、纖羽三種，它們分别擅長飛行、保溫、觸覺。

正羽 (A, B)、絨羽 (C)、纖羽(D)

正羽适合飛行，它長在鳥類身體的最外層，有很強的保護功能(包括防水)；尤其是翅膀和尾巴的正羽，更強有力，對飛行和平衡起主要作用。

相對于其他兩種類型，正羽的特點之一就是羽片面積相對更大。大的羽片能保證有足夠的面積給空氣施加向下的力，并更好産生向上的升力。而另外兩種類型的羽毛無法做到這點。就好比扇子，同樣的扇動頻率，大扇子帶來的風總比小扇子要強。

不過要扇起風，羽毛也不能是軟趴趴的。所以正羽也具有很好的彈性，能很好抵抗飛行時的氣流沖擊。而且就算羽片破損了，也能夠及時修複。否則羽片産生破洞後，破損處氣體流通量增大，很容易将升力抵消。而羽片的彈性和修複力，得益于羽小支上的鈎突——羽小鈎。

正羽分為羽軸和羽片兩部分。羽軸上段具有羽片的地方，叫羽支；羽支上着生羽小支；所有的羽小支構成羽片。

羽小鈎讓能相鄰的羽小支互相鈎連，構成堅實且富有彈性的羽片。一旦羽片破損了，羽小鈎會鈎結到下一個最近羽小支的鈎突上，将破損處分割，阻礙氣體的通過。雖然羽片接觸面仍然減少了，但也足以緩解升力的減弱。

絨羽不适合用于飛行，它比較蓬松。這是因為絨羽不具有發達的羽小鈎，羽小支不能很好鈎連在一起。盡管絨羽的面積較大，但它的每個羽小枝是分散的，擺動時對空氣施加的力并不是同一方向。整體而言，不同方向的力容易被抵消，難以制造一緻向上的升力。因此絨羽不适合為飛行提供升力。纖羽更不必多說，沒有足夠的面積顯然難以給飛行帶來力的作用。

所以我首先要做的事，便是選擇适合飛行的正羽。然後模仿鳥類的翅膀，在整個手部插滿羽毛。

好了，現在我擁有了一雙翅膀，像天使一樣。不過區别在于，我的“手”不見了。

整個手插滿羽毛後大概是這樣子，白色好看。

X戰警中，天使的翅膀是背部長出來的。而鳥類的翅膀就是所謂的“手”。

問題不大，可隻有翅膀還不夠用，會飛得比較費力。想更快速飛向藍天，翅膀上羽毛組成的形狀也是要考慮的。此外，我也需要更多的羽毛，要足以覆蓋軀體。這些覆蓋軀體（包括翅膀的）羽毛構成我的羽衣，它以及翅膀羽毛組成的形狀，能讓身體呈流線型。

流線型的體型在空氣中的運動阻力最小；同時也能在飛行時産生壓力差，提供額外的升力。

流線型的翅膀能帶來額外升力，是因為翅膀上下方氣體流速不同的原因。——在翅膀前後兩點的直線距離相等的情況下，上面的空氣走過的路線更長，流速會更快。而更快的氣流會降低氣壓，結果便是下方的氣壓大于上方的氣壓，産生壓力差，起到托起翅膀的作用。（流速差異帶來的壓強差就是著名的伯努利原理。）

伯努利原理示意圖。

當然，不讓身體呈流線型也能飛，就是阻力相對增大，會很吃力。這樣我需要增加翅膀的扇動頻率來提供升力，很難像一些鳥類一樣長時間不動翅膀就能滑翔。（——不能滑翔的飛行沒有靈魂，都不能悠哉看風景了。）

不難想到，要像鳥兒一樣利用體型減少阻力、制造升力，身體得保持在水平方向。如果身體豎直飛行，就感受不到空氣浮力帶來的便捷了，飛行阻力也會相應增大。也出于降低阻力的原因，許多飛行器的機體是水平的（也是流線型的）。

鳥類和飛機的翅膀比對，流線型能提供向上的升力。

但在科幻場景裡，飛行器是可以豎着飛的...雖然也是流線型...

看起來流線型身體挺好的，但也不能單純在身上插滿羽毛(正羽)就試飛。這樣反而增加了飛行難度，事倍功半。

即使是鳥類，在被羽毛重重包裹的軀幹之下，也有寸羽不生的地方，這個地方是鳥類的裸區。相對的，其他長有羽毛的地方，是它的羽區。羽毛這樣的着生方式，一方面不會限制皮膚下的肌肉收縮，另一方面也減少了不必要的重量。（ps.平胸總目如鴕鳥，不會飛，羽毛均勻分布，不存在裸區。）

因此可以用更少的羽毛，達到更好的飛行效果。在羽毛足以覆蓋身體的前提下，可盡量避開較為靈活或者強壯的區域，能讓飛行更具機動性。

鳥類皮膚的羽區和裸區。

問題來了，如果單純扇動翅膀，也隻能向上或前後飛行，我還要轉向、盤旋，該怎麼辦呢？

靠翅膀轉動來控制方向可以吧？不行。一個原因是由于飛行時，翅膀受到大面積的空氣阻力，很難以肩為軸轉動；而且轉動帶來額外的阻力會增大，在飛行速度較快的情況下，速度驟降對肩部帶來的沖擊力是不小的。

但對鳥類來講，它們的肩帶有愈合現象，比較穩固，幾乎不能以肩為軸轉動。

那依靠身體轉動可以吧？可以，通過身體轉動改變整體的受力方向，能做到各種角度的轉向。如果将身體由水平轉為豎直方向，阻力增大還可以做到快速降落。

通過改變身體受力傾角，可以做到轉向或盤旋

身體由水平轉為豎直，提供緩沖。

因此靠着身體轉動，我飛行的靈活度就能提高。可是，總覺得在飛行轉向上還少了什麼……

對，仔細觀察上面兩張圖，會發現有個結構一直沒有提及——尾羽。

尾羽是鳥類飛行重要的平衡結構，呈扇狀，在飛行中起着舵的作用。可以看出，有些鳥類尾羽的受力面積和身體差不多，甚至更大。由于真正的鳥尾骨已經退化，所以尾羽就是鳥類的尾巴了，這樣的結構既減輕了重量，又能有足夠大的面積和足夠強的韌性來起到平衡作用。

尾羽相對能更輕松改變與空氣的受力角度，配合身體的轉動，就能輕松轉向。所以要做到靈活飛行，尾羽必不可少，我還得給自己裝上鳥類一樣的尾羽。

不過适合我的尾羽還得大一點，麻雀的尾羽就有點小了，雖然功能一樣。

雄孔雀的尾羽就是用來炫耀的了，不用它不用它...

到此為止，羽毛的功能、結構、以及位置的問題差不多解決了。首先就是要選擇适合飛行的正羽，接着裝配在手臂上，變成鳥類一樣的翅膀，并調整好位置，讓翅膀變成流線型。然後在身上不太靈活和發力不強的區域披上羽毛，也讓身體呈流線型，前提是羽毛盡量覆蓋軀體。最後就是尾羽了，将合适大小的尾羽裝在腿上。——嗯，完工。

應該沒有問題了吧？貌似沒了。

那好！向着藍天，啟程！

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