现有飞行器在最大速度高度上远远超越鸟类和一切能飞的生物,鸟类和昆虫究竟还有没有任何优点,值得人类继续研究?这个答案很简单,对空气动力学家来说,不管是有人飞机或者无人机飞机,远程飞行大多采用固定机翼,外加推进器模式,垂直起降则采用直升机模式,不管是固定机翼还是直升机模式,都存在很多问题,两者相比较,固定机翼设计升阻比高,运载效率好,但是不具备垂直起降功能,而直升机模式起降倒是灵活方便,但是速度低,运载能力低下。
生物学家对鸟类和昆虫的研究超过半个世纪,研究结果还是让人非常震惊,鸟类或者昆虫的飞行效率比人类飞行器高一个档次,而且兼顾高速飞行和垂直起降,可控迎角比人类飞行器高一倍以上,40度不失速是常态,而人类飞机,不采用特殊技术,机翼迎角超过20度就会发生气流分类导致失速坠毁。
蜻蜓无人机终于来了
人类设计飞行器和鸟类或者昆虫最大的区别是,升力面是固定,不可动的,而后者升力面则是可动的,虽然飞机设计师也发明了变后掠翼这种技术,但是仅仅具备一个方向的运动,远远不能和自然界生物相比,自然界生物,大部分都采用扑翼模式,机翼不仅可以改变后掠角,而且也可以不断改变迎角,这种高度灵活的升力面控制技术,成为新时代飞行器发展的一个方向。
最近美国一个叫动物动力学的公司,仿照蜻蜓,开发成功一款名叫Skeeter蚊子的先进微型无人机,这款无人机外表和蜻蜓高度相似,采用了扑翼机设计,专用于秘密监视和勘测任务,据该公司宣传,这款无人机设计,飞行效率非常高,可以实现高速滑行,而且能抵御阵风的袭击,相比现有的无人机,更加稳定。
这款无人机,作为侦察无人机使用,安静微小是主要特征
这一款无人机,和现有的小型侦察无人机相比,可以在大风条件下飞行,而且耗费功率比较低,可以飞行更长距离,军方采用的小型侦察无人机在多种条件下证实有效,而这一款新型无人机将扩展无人机功能,可以在更大范围内执行任务,这款无人机在搜索救援以及测量和农业方面也很实用。
这款无人机采用了坚固的金属框架,推进器在机身后方,使用可折叠的机翼飞行,这款无人机主要配置是相机,采用无线电遥控,价格也很便宜,尺寸大约为20厘米,未来生产型号会更小一些。
蜻蜓的飞行性能让飞机设计师吃惊
这款小蜻蜓类型的无人机重量小于200克,具备高速飞行能,而且飞行时间长,可以滑行以及悬停,原地起降更是家常便饭,这种无人机,和传统无人机相比,缺乏高速螺旋桨撞击空气,所以噪音更低,更加安全隐蔽,而且采用先进飞控系统设计后,飞机可以面对阵风袭击仍然保持姿态和位置相对稳定。
这款无人机设计成可以在GPS环境下自主制导和导航,也可以在GPS无效环境下使用,而且还具备组队能力,多架无人机可以协同执行任务。
作为一种远古时期就存在地球上的生物,蜻蜓给人类带来了很多好处,除了传统的灭杀害虫之外,还催生了模仿蜻蜓的复眼独特构造原理制成的复眼照相机,即使在微光情况下可以拍摄更加清晰,而蜻蜓在飞行上,则具备更大的研究价值,蜻蜓的机翼加强斑点,可以消除翅膀的震颤,这让飞机设计师学走,组建些年,蜻蜓小推力高速飞行,而且可以垂直起降引发了设计师更大的兴趣,未来将会出现更大型的蜻蜓飞机。
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