【簡介:】1485年,意大利天才萊昂納多·達(dá)芬奇畫出了一種由飛行員自己提供動(dòng)力的飛行器,并稱這種飛行器為“撲翼飛機(jī)”。它模仿鳥兒、蝙蝠和恐龍時(shí)代的翼龍,具有多個(gè)膜狀翅膀。 達(dá)芬奇
1485年,意大利天才萊昂納多·達(dá)芬奇畫出了一種由飛行員自己提供動(dòng)力的飛行器,并稱這種飛行器為“撲翼飛機(jī)”。它模仿鳥兒、蝙蝠和恐龍時(shí)代的翼龍,具有多個(gè)膜狀翅膀。 達(dá)芬奇認(rèn)為只有撲翼機(jī)才能既具備推力,又具備提升力。后來,有許多人開始模仿達(dá)芬奇設(shè)計(jì)制造飛機(jī),然而結(jié)果都逃不過失敗的命運(yùn),理想情況下能上下蹦跳幾下,最壞的結(jié)果則是摔成碎片。 一款名叫“雪鳥”的撲翼機(jī)在2010年8月,在加拿大安大略省的五大湖滑翔俱樂部成功完成首航。其發(fā)明團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、多倫多大學(xué)宇航研究院動(dòng)力學(xué)博士生托德·里克特駕駛它,以平均25.6公里的時(shí)速在空中飛行了19.3秒,飛行距離達(dá)到了145米。
怎樣介紹仿生翅膀?
微型撲翼飛行器的設(shè)計(jì)與研發(fā)是近年來各個(gè)國家比較重視的研發(fā)課題,以鳥類和昆蟲為原型,根據(jù)仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)的新型仿生撲翼飛行器,在微型領(lǐng)域有著固定翼和旋翼不可比擬的優(yōu)勢。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是微機(jī)電系統(tǒng)的不斷進(jìn)步,微型撲翼飛行器漸漸成為了新的研究熱點(diǎn)之一,其在軍事及自然科學(xué)中具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
仿生翅膀作為微型撲翼飛行器的核心部件之一,為撲翼機(jī)產(chǎn)生推升力并實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜飛行動(dòng)作,意義重大?,F(xiàn)有的撲翼機(jī)翅膀大多采用聚脂薄膜和碳纖維桿設(shè)計(jì)而成,例如美國“納米蜂鳥”所使用的四分之一橢圓形翅膀,其翼型固定,翼面積較大,無法折疊收攏,不利于飛行前后的存放。
熱壓封合是用加熱方式封口處材料,使其達(dá)到粘流狀態(tài)后加壓使之粘封。最常用的熱封方法是普通熱壓封合法,例如熱封機(jī),這種裝置可以對塑料薄膜的開口進(jìn)行直線形封裝,氣密性好,但是不能用于特殊軌跡的封裝。
撲翼飛行器的原理?
撲翼飛行原理是通過微傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將微電機(jī)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閾湟頇C(jī)構(gòu)的撲動(dòng),從而產(chǎn)生升力與推力并克服自身重力與阻力飛行。撲翼是一種模仿鳥類和昆蟲飛行, 基于仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)制造的新型飛行器類型的重要結(jié)構(gòu)。與固定翼和旋翼相比,撲翼的主要特點(diǎn)是將舉升、懸停和推進(jìn)功能集于一個(gè)撲翼系統(tǒng),可以用很小的能量進(jìn)行長距離飛行,同時(shí),具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性。
撲翼飛行起飛時(shí)的高升力和推動(dòng)力主要來自于翅膀推動(dòng)空氣的反作用力,例如鳥類,昆蟲類翅膀的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式可以產(chǎn)生有效的高升力和推動(dòng)力,對撲翼飛行原理的研究有助于對微型飛行器的設(shè)計(jì)和開發(fā)。
仿生撲翼飛行器通常具有尺寸適中、便于攜帶、飛行靈活、隱蔽性好等特點(diǎn),因此在很多領(lǐng)域有十分重要而廣泛的應(yīng)用,并能完成許多其他飛行器所無法執(zhí)行的任務(wù)。它可以進(jìn)行生化探測與環(huán)境監(jiān)測,進(jìn)入生化禁區(qū)執(zhí)行任務(wù);可以對森林、草原和農(nóng)田上的火災(zāi)、蟲災(zāi)及空氣污染等生態(tài)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。
撲翼航空器是不是固定翼航空器?
不是。撲翼航空器采用類似鳥類翅膀的仿生學(xué)方式,機(jī)翼是通過向下?lián)渖却祫?dòng)氣流產(chǎn)生反作用力而升起來的,而固定翼航空器是通過飛機(jī)向前快速移動(dòng)產(chǎn)生迎面而來的氣流經(jīng)過不動(dòng)的機(jī)翼,使機(jī)翼上下面積產(chǎn)生壓力差而產(chǎn)生升力的。所以撲翼航空器與固定翼航空器產(chǎn)生升力的原理完全不同,不屬于固定翼航空器。
撲翼飛行器的效率怎么樣?
撲翼飛行器的效率很高。
撲翼飛行器憑借低雷諾數(shù)效能優(yōu)勢,在稀薄空氣中效率遠(yuǎn)優(yōu)于螺旋槳、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等動(dòng)力形式,在臨近空間、火星飛行器探測領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。