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未来,飞机机翼将拍动

固定翼飞行器在机动性方面无法与真正的鸟类相媲美……但未来可期。

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纳米蜂鸟可能是众多基于鸟类的飞行器中的首批之一。图片由AeroVironment Inc.提供。

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在机动性方面,现代飞行器与普通的鸽子相比相形见绌。鸟类可以拍打翅膀来俯冲、下潜、滑翔和落在栖木上。固定翼飞机和旋翼直升机很少表现出这种活力。但近年来,科学家们已经开始寻找通过各种扑翼机(通过拍打翅膀飞行的飞机)来模仿鸟类飞行力学的方法。基于当今实验室实验的飞机可能很快会在军事或搜救任务中得到应用。

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SmartBird的插图,这是Festo制造的原型飞行器。| Kellie Jaeger

在新的飞行器中,最令人印象深刻的是SmartBird,这是一款由总部位于德国的自动化技术公司Festo制造的原型飞行器。这款遥控飞机以惊人的方式像它的鸟类灵感来源——银鸥一样飞行,赢得了世界各地观众的赞叹。SmartBird主要由碳纤维制成,重0.88磅,翼展6.6英尺。一个安装在躯干中的电机驱动轻型机翼,只需一个7.4伏的电池即可运行。机器分离机翼的内侧产生升力;推进力来自外翼区域。

当机翼上下拍打时,它们会以空气动力学的方式扭曲,以改变它们的攻角(向上或向下倾斜),使用与鸟类产生推力相同的技术。同时,尾部倾斜和旋转以引导机器人向左或向右,类似于鸟类的尾羽帮助控制和引导的方式。

当SmartBird的翅膀上下拍打时,它们会以空气动力学的方式扭曲以改变它们的角度,就像真正的鸟类的翅膀一样。| Kellie Jaeger

Festo不打算再开发SmartBird的后续版本,一般来说,扑翼机在准备好投入使用之前还有很长的路要走,尤其是在像鸟类一样着陆方面。“我不认为喷气式客机很快就会拍打翅膀,”麻省理工学院机器人运动小组的Russ Tedrake说,该小组一直在试验一种名为“Phoenix”的扑翼飞行器。“但我们很可能会在军队中看到某种应用。”

为此,一家名为AeroVironment的公司在美国军方研究部门Darpa的资助下,于2011年推出了其纳米蜂鸟。这款电池供电、配备摄像头、色彩鲜艳的机器人可以精确地悬停和向前飞行。这种手掌大小的飞行器的更高级版本可以像灌木丛中的普通蜂鸟一样进行间谍活动和执行侦察任务。

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