存在1億年技術的無人機取得突破性成果!可以像鳥兒一樣摺疊飛翔
自從1.6億年前鳥類從恐龍那裡繼承了翅膀以來,它們便充分發揮了飛行這項技能。
早期的航空工程師意識到,鳥類的翅膀有一個根本的問題:它雖然能給我們想要的升力,同時也給我們帶來的不想要的阻力。升力對於起飛、降落和機動性都很重要,但是一旦離開地面在直線航道上以足夠快的速度飛行時,大部分翅膀會阻礙飛行速度的提升。
在這方面鳥類想出了一個很聰明的辦法:它們可以改變翅膀的形狀。由於重疊的羽毛和翅膀末端的關節,大多數鳥類可以將它們主要的飛行羽毛摺疊回來,以大大降低翅膀的表面積。這樣它們就可以靈活的控制自己的翅膀在長短之間來迴轉換,在翱翔於天際時進行速度的優化。
在飛行特性這一點上人類很難做到趕上鳥類—目前我們能做的也只不過是運用複雜的機械原理創造出造價昂貴的笨重的翅膀,在天空做一些簡單的徘徊動作。但瑞士洛桑聯邦理工大學的研究人員卻認為,現在就是我們趕超年齡在一億年以上的技術的時刻,他們使用了含有玻璃纖維的人工羽毛,覆上一層尼龍材料,並用碳纖維結構加固,做出了能夠像真正的鳥類一樣在天空中飛行的無人機。
這種可以摺疊的翅膀可以改變41%的表面積:當翅膀完全縮回時,無人機的升力會減少32%,阻力減少40%,使無人機的速度從6.3m/s提高到7.6m/s。當然,機翼面積的改變也使得飛機的機動性變差,使它的轉彎半徑從3.9米增加到了6.6米,這是所有翅膀的固有權衡。無人機通過張合翅膀可以實現快速飛行,當翅膀摺疊時可抵擋強風,藉助可摺疊的翅膀,我們發現根本不需要副翼來幫助飛行器在飛行過程中轉彎。
變形機翼的機械模型
在飛行中改變翼展長度,無人機就可以在障礙物中穿行,從而實現研究團隊追求的空氣動力學目標。這種帶翅膀的無人機為航空工業的發展提供了新的可能性,其強大的適應能力在低空和風速變化極快的城市環境中非常有用。研究人員指出,這種能適應環境變化和各種氣象條件的翅膀,對仍在苦苦尋覓飛機不易彎曲的機翼和副翼的理想替代方案的工程師來說尤其具有重要意義。
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