北卡罗来纳州达勒姆 - 尺度模型座头鲸鳍状肢的风洞试验表明，扇形，颠簸的鳍状肢比目前航空工业在飞机上使用的效率更高。测试表明，与相当大小的光滑鳍状肢相比，凹凸脊状鳍状肢不会快速失速并产生更大的升力和更小的阻力。
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测试由宾夕法尼亚州西切斯特大学的生物力学家Frank Fish，杜克大学普拉特工程学院的流体动力学工程师Laurens Howle以及海军学院的David Miklosovic和Mark Murray报告。他们在2004年3月15日在线发表的2004年5月的“流体物理学”杂志上报告了他们的发现。
在他们的研究中，该团队首先创建了两个大约22英寸高的驼背胸鳍模型 - 一个具有特征性的凸起，称为结节，一个没有。这些模型由杜克大学的厚透明聚碳酸酯加工而成。测试在位于马里兰州安纳波利斯的海军学院的低速闭路风洞中进行。
光滑的鳍状肢性能类似于典型的飞机机翼。但结节鳍状肢具有近8%的提升性能，并且在40%陡峭的风角下经受住了失速。该团队特别惊讶地发现带有结节的鳍状肢比光滑的鳍状肢产生的阻力低32%。
“同时实现增加的升力和减小的阻力可以提高空气动力学效率，”Howle解释道。
这种对座头鲸鳍状肢空气动力学的新认识对飞机机翼和水下航行器设计有着重要意义。在较高的迎风角度下升力(飞机机翼上的向上力)会影响飞机起飞的容易程度，并有助于飞行员在降落时减速。
提高对失速的抵抗力将为飞机飞行增加新的安全边际，并使飞机更具机动性。阻力 - 飞机机翼上的向后力 - 影响飞机在飞行中必须消耗多少燃料。当空气不再平稳地流过机翼顶部但在到达后缘之前与机翼顶部分离时，就会发生失速。当飞机机翼失速时，它会大幅失去升力，同时导致阻力增加。
当鲸鱼在水中移动时，结节破坏了对着鳍状肢前缘的压力线。一排结节阻止水流并将其重新引导到每个结节之间的扇形谷中，引起旋转的漩涡卷起并在翻板上方实际上增强了提升性能。
“旋转的漩涡将动量注入流动中，”Howle说。“这种动量的注入使流动保持在机翼的上表面，并延迟失速到更高的风角。”
“这一发现不仅适用于飞机机翼，也适用于直升机旋翼，飞机螺旋桨和船舵的尖端，”Howle说。
Fish说，驼背鲸鳍状肢前缘结节的目的一直是猜测的源头。“他们改进鳍状肢空气动力学的想法与我们目前的流体动力学原理相悖，没有人对它们进行过分析，”他说。
驼背鲸在水中机动，对44英尺的动物具有惊人的敏捷性，特别是在他们寻找食物时。当它们转成一圈时，通过在水下呼出空气，鲸鱼会形成一个圆柱形的气泡壁，将小鱼放在里面。然后他们穿过“泡泡网”的中间，张开嘴，舀起他们的猎物。
根据Fish的说法，扇形双髻鲨是唯一一种具有类似空气动力学设计的海洋动物。扩展的锤头鲨鱼头可以像机翼一样。
Fish说，现在的诀窍是弄清楚如何将块状鳍状肢的优势融入人造设计中。