西北工业大学又传来好消息,仿鸟飞行器研究取得重大突破,单次连续飞行时间达到123分钟。

西工大这次实验的主角是其自主研制的“云鸮”仿生扑翼飞行器,它是西北工业大学航空学院教授宋笔锋团队,20多年深耕鸟类飞行机理探索和应用研究的最新成果。

六旋翼仿生飞行器(西工大又立功了)(1)

仿生扑翼飞行器指的是模仿鸟类扑动翅膀的飞行方式,技术难度很大。我们都知道,传统的人造飞行器,要么是利用发动机喷气加速,通过固定机翼气流压力实现上升,要么是靠螺旋桨旋转,产生升力。而这种仿鸟飞行器是完全模拟鸟类的飞行姿态,开发起来的难度很大。

西工大在仿生飞行技术领域有着雄厚的技术实力和经验,在扑动翼设计方面,基于对鸟类翅膀高升力、大推力和低阻力气动机理的研究,提出了高效仿生翼气动外形和结构设计方法,突破了低雷诺数/非定常空气动力学计算与试验、高效扑动机构设计和适合扑翼飞行器的微型飞控系统研制等难题,从而使得扑动翼在飞行过程中获得了极佳的升阻气动特性和推进效果,有效提高了飞行器的飞行效率和续航性能。

先后研制了“信鸽”“小隼”“金雀”“蜂鸟”“云鸮”“信天翁”等不同特点的仿生飞行器,并获得发明专利100余项。

六旋翼仿生飞行器(西工大又立功了)(2)

截止到目前,西工大研制的仿生扑翼飞行器已在北京、沈阳、深圳、北川,以及海拔4100米的稻城、海拔4300的羊八井等20多个地区,完成了3000余架次任务飞行,能在-10℃~40℃、4级风及小雨雪环境下使用。并已在陕西省地质局、青海湖风景区等多个单位进行了试点应用。

当然,研制扑翼飞行器的机构不止西工大一家,例如近日,北京航空航天大学宣布,北航前沿科学技术创新研究院新概念飞行器团队自主研制的“双关节大鸟型扑翼飞行器”创造了新的续航世界纪录,达到1小时31分04秒98。可见,我国在这一领域,已经有了很多的技术成果。

六旋翼仿生飞行器(西工大又立功了)(3)

其实近些年,欧美日等国家也在研究扑翼飞行器,但是现如今,各种人造飞行器已经越发成熟,例如直升飞机、固定翼式飞机,以及各种性能的无人机等等,那么为什么还要研究仿鸟扑翼飞行器呢?

首先,扑翼飞行器不仅从外观来看很像鸟类,飞行方式也一样。这种特性决定了,通过伪装它可以执行近距离的侦察任务,或者在机场执行驱鸟任务。

同时,它便于携带,通过手抛的方式就能起飞,还可以滑翔降落,所以起降不受场地限制。

第三,扑翼的飞行方式,使得这种飞行器可以像鸟类一样滑翔飞行,也就是飞到一定高度,偶尔煽动几下翅膀,就可以向前飞行,或者滞空飞行。

第四,由于扑翼的飞行方式具有较多的运动自由度,因此有很强的机动性,例如鸟类可以随意转弯,调转飞行方向和高度,而现有的人造飞行器在这方面要差很多。

第五,机翼扑动的方式是以横向往复运动为主,这是厘米级微型无人机的更加合适构型,可以制造出尺寸更小的飞行器。

总之,扑翼飞行器的优势非常多,并且因为这些特点,它具有很大的现实意义,例如前面提到的侦查敌情,还有高空气象探测,地面成像、生态监控、生物研究等等等等。

随着我国航空技术的突飞猛进,在众多领域不断取得技术突破,扑翼飞行器因为其具有的战略意义,也成为大家关注的焦点。去年,美国空军表示,正在研发一种仿生鸟,将被用于监视、空中行动以及战场态势感知等领域。好消息是,目前来看,我国在这一领域已经位于世界先进行列。

大家都知道,我们的国土幅员辽阔,需要有多种多样的空中力量保卫祖国的安全,而此时此刻,中国的航空强国梦正在一点一点的变为现实,这才是最激动人心的。

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