平衡棒的奇功

尽管现代的飞机种类繁多，机型新颖，操纵自如，载重量大，速度快捷等等都是惊人的，然而，许多昆虫，比如蜻蜓、蜜蜂、蚊子、苍蝇等等，它们的飞行本领仍然是任何现代化飞机都无法与之比拟的。它们所具有的各种灵活机动的飞行技巧，比如突然掉头，定点悬空等，使许多航天工程师十分羡慕。
     为什么昆虫有有那么高超的飞行本领呢？科学家在实验中发现，苍蝇除了有一对翅外，还有一对已经退化成哑铃状的后翅，叫做平衡棒。平衡棒的基部有感受器。科学家用仪器测得平衡棒的振动频率跟前翅的一样，但方向却相反，苍蝇在水平飞行的时候，平衡棒起稳定和平衡的作用。如果航向偏离了，平衡棒的振动平面的变化就被它基部的感受器所感觉由神经传到脑部。苍蝇脑部分析了这个偏离的信号以后，就向一定部位的肌肉组织发出“命令”，立即纠正偏离的航向。
     下面用一个很简单的实验，来了解一下平衡棒的作用。捉三只活苍蝇，分别装在三个小瓶子里。在一间明亮的房子里，把门窗关好，实验就可以开始。
     第一个实验：把一只苍蝇一侧的平衡棒小心地从基部剪掉（这一点非常关键，否则影响实验效果），不要损伤其他部位。然后把苍蝇抛向空中，这时你会看到，苍蝇飞行不平稳，而且总向一边倾斜或拐弯，甚至它会很快地落在一个地方。受惊扰后，它还能起飞，但是比较困难。
     第二个实验：取另一只苍蝇，把它两侧的平衡棒都从基部剪掉，然后抛起来放飞。这时候，它可能向前平飞，或向上直飞。你如果用苍蝇拍在它前面晃动，它不能及时转弯避开，结果就会东碰西撞，甚至会径直掉到地面上来。
     第三个实验：把第三只苍蝇放飞，它飞行的十分自由，而且总是往明亮的玻璃窗上飞。一旦用蝇拍在它前方阻挡时，它能迅速绕开飞行，甚至突然掉头而飞。
     从实验看出，平衡棒虽小，但在飞行中起着重要的作用。它是苍蝇的平衡器和导航仪。科学家根据苍蝇平衡棒的导航原理，已经研制成功了一种“振动陀螺仪”。它的主要组成部件好像一个双臂音叉，通过中柱固定在基座上。音叉两臂的四周装有电磁铁，从而能产生固定振幅和频率的振动，以模拟苍蝇平衡棒的陀螺效应。当航向偏离的时候，音叉基座也随着旋转，导致中柱产生扭转振动，中柱上的弹性杆也跟着振动，并且把这个振动转变成一定的电信号传送给转向舵。于是，航向就被纠正了。
     在这个基础上，还制成了高精度的小型“振弦角速率陀螺”和“振动梁角速度陀螺”。这些新型的导航仪已经应用在高速飞行的火箭和无人驾驶飞机上面，用它自动导航。