天下武功，唯快不破。

地球上最快的速度高手是谁？空中子弹 – 游隼当之无愧。

速度高手同台，飞人博尔特速度：12m/s，猎豹速度：30m/s（110km/h），游隼速度：108m/s（389km/h）。猎豹比飞人快3倍，游隼比猎豹快3倍还多。自然界最快速度跟机械动力比起来也毫不逊色，游隼快过高铁时速，快过了波音747的起飞速度（300km/h）。

看清图中的鸭子为什么会翻倒在地吗？鸭子被飞速掠过的游隼击毙，游隼的速度快到你的眼睛无法捕捉。

攻击鸭子的游隼个头不大，跟乌鸦差不多，体重只有1斤。就这样一只小鸟，击毙了比它大个的鸭子，收获大块鸭肉做晚餐。游隼是食肉猛禽，不抓老鼠不捉蛇，专门追捕其他鸟类做食物，速度是它所向披靡的利刃。

游隼有双敏锐的眼睛，能看到1公里以外的猎物，它的视力比你好8倍。当翱翔在高空的游隼发现低空中的猎物时，会居高临下地俯冲出击。它先扇动翅膀加速，并且不断旋转身体寻找最好的进攻角度。调整好身体姿态后，游隼弓背并腿，收起翅膀，缩拢尾巴，变成一枚炮弹，从空中俯冲直下，砸向猎物。在接近猎物的瞬间伸出利爪，划破猎物的肚皮。俯冲的游隼就像从高空中射出的一把尖刀，猎物一旦被尖刀扎中，当场毙命。

现在把上图的速度调慢6倍，可以看清游隼给了鸭子致命一击。

游隼的整个身体，都为高速高压打造。它极速俯冲时所受到的气流冲击，会让大部分的动物都无法睁开眼睛，也无法呼吸。游隼眼睛里多了一层眼睑，叫瞬膜，保护高速飞行时睁开的眼睛不受伤。鼻孔里多了一块锥体骨，缓解气流冲击，保证高速飞行时呼吸的通畅。当它砸向猎物时，冲击力高达25倍重力加速度。相比之下，优秀的F16战斗机飞行员能承受的最高重力加速度只能达到12倍。[头条-法兰西is培根-未经授权请勿转载其他平台]

高速冲刺的身体

上图是游隼俯冲时的4级阶段，开始出发，炮弹型加速，M型调节方向，最终攻击。从展翼旋转，收缩加速，微开翅膀调节方向，到最后的踢腿出击，游隼变换了4种身姿，最快速度出现在游隼身体收缩成炮弹型的第2阶段。

炮弹型的身姿在俯冲时受到的空气阻力，还有环绕身体的空气气流对身体的影响会是什么样？

德国弗莱贝格工业大学，力学和流体力学研究所团队，做了聚氯乙烯的游隼模型，在风洞中进行测试。模型大小重量形状跟真实游隼的炮弹型身姿一样，表面抹上厚厚一层石蜡油，当风洞中的气流流过模型表面时，会划出一道道的线条，记录下风的痕迹。

上图是穿越风洞的模型，游隼模型以最大速度80km/h经过风洞。历经风洞后，可以清楚看到空气气流流过模型身体的踪迹。模型头部划出平行的匀称流线，接着有一块明亮的白色区域，在图中数字1处，说明此处的石蜡油有所堆积。接着气流继续汇集平行流线，在翅膀的区域2处，有黑色区域，说明这里局部的速度最高。当气流来到区域3处时，又出现白色的石蜡油堆积。区域2和3之间，流线排列相当整齐。

高速的气流并不是从头到尾均匀地流过身体，石蜡油堆积的区域发生了气流分离现象。也就是说，在1、3部位，气流的方向跟顺势而下的主气流方向不一样，逆向气流把石蜡油反方向推离模型表面，堆积起来。

飞行中出现气流分离可不是好现象，航空史上，气流分离会让飞机发生失速，这是导致飞机失事的主要原因之一。接下来以机翼举例，简单介绍一下飞行中的气流分离。

飞机的气流分离

飞机机翼跟鸟儿翅膀一样，侧面呈弧形弯曲。水平气流流过机翼时，上表面的气流流线密集，速度快，压强低，相比之下，翼底的气流流线稀疏，速度慢，压强高。上下气流流经机翼后汇集，压力差产生了飞机的升力。

空气流过机翼时，并不能始终贴着表面流动。当迎面而来的气流方向跟飞行方向的夹角（也叫机翼迎风的迎角，或攻角）变大时，靠近机翼翼面的气流流速变慢，此时前方的气流持续流过来，先前的减速气流成了阻碍，让后来的气流没法贴着机翼表面流动，主气流抬高，绕过表面流动，机翼表面形成一段跟主流方向逆向的回流区。

上图是气流分离示意图，如果气流分离开始的地点靠近机翼后缘，气流分离比较弱。如果分离点靠近机翼前缘，气流分离则很强。图中可以看到：迎角越大，越容易产生强气流分离时。当机翼表面的气流迅速分离，上表面气流流速骤减，机翼失去升力，产生失速现象。失速本质是机翼上表面的气流流速不足，而不是飞机的速度不足。失速时飞机失去升力，会急剧下降，发生摔机。

2009年6月法航447号班机坠落大西洋，机上228名人员全部罹难。坠机正是因为失速导致，当时飞机遭遇暴风，空速管冻结，飞行脱离了自动驾驶模式。当机组人员手动接管飞机时，拉杆爬升，导致飞机迎角过大，机翼出现强气流分离，引起了失速。而机组人员忽略了失速警报，没有压低机头，导致飞机坠毁。

飞机失速坠落时，不能逆向拉高机头让飞机往上飞，而是要顺势调低机头，减小气流迎角，缓解气流分离现象，让飞机重新获得升力。

了解了气流分离的严重性，现在重新回到游隼俯冲的研究。游隼身体模型上出现了气流分离现象，现实中应该影响到它的俯冲速度和方向，但是游隼在真实飞行中并没有发生类似飞机失速而失控的情况，它是怎样做到的？

俯冲的实时记录

模型的风洞实验解不开气流分离的难题，德国工程师团队干脆饲养了一批游隼，实时观察它们的飞行。团队训练游隼在60米高的水坝前俯冲，岸边架起高速摄像机，以坝体为背景，能够清晰捕捉到游隼的身姿。

60米的高度不能让游隼加速到最高速度，水坝前的游隼最高速度是22.5m/s （81km/h）。团队根据游隼的实际飞行速度和角度（此时的迎角为5º），计算了空气阻力，再次在风洞进行模型模拟测试。测试结果跟之前一样，模型身体的相同部位依然留下了气流分离导致的石蜡油堆积。

此时，摄像机捕捉到的细节揭开了真相，现实俯冲中，游隼跟模型有一小点儿不一样的地方。在游隼加速时，背脊处会竖起一小撮毛，而此处正是产生气流分离的地方。

上图是风洞模型和实际身姿的对比，红色箭头所指之处就是游隼竖起的几根羽毛。正常情况下，炮弹型身姿的游隼全身羽毛服帖地紧靠身体，保持平滑的流线型弧度。当它俯冲冲刺时，在合适的时间合适的位置，弹出几根羽毛，破解了局部的气流分离。

只要一小撮毛就能化解气流分离的困扰，游隼不仅带给航空工程师巨大震撼，还给他们推开了另一扇窗--设计像羽毛一样有弹性的襟翼。伦敦大学机械团队，在飞机机翼（NACA0020翼型）上安装一个有弹力的柔性襟翼，相比于以前刚性材料制作的襟翼，加了柔性襟翼的机翼在爬坡时，平均升力有增加。尤其在大迎角的情况下，柔性襟翼能显著提高升力。只要调节襟翼参数，就能维持机翼动力的稳定性。

不懂公式不会计算，游隼在实战中捕捉变幻的气流，调节身姿融入其中。高手出招，在准不在狠。游隼四两拨千斤，一根羽毛就化解了气流分离的困境，加速无极限。

自然界一直走在我们的前面，每条生命都有我们比不上的天赋。仰望星空，震撼心灵的不止有漫天繁星，还有那些划过天际的鸟儿。