隨著科技的發展,無人設備逐漸受到越來越多的關注,尤其是無人機在該領域更是大放異彩。在無人機領域,我國近幾年來一直走在世界的前列,不管是軍用還是民用無人機都收到很多國家的青睞。最近,西北工業大學申請了仿生撲翼無人機的吉尼斯世界飛行時長紀錄,該記錄時常為154分鐘,超原紀錄63分鐘。

打破該記錄的是西工大自主研制的“云鵠”號撲翼無人機,平穩飛行了154分鐘后安全落地,經過吉尼斯認證官嚴格的見證后宣布,“云鵠”挑戰成功。據西工大航空學院教授宋筆鋒介紹,該團隊從千禧年開始研發更仿生,更高效,更安全的撲翼無人機,不管是在續航時間載重能力還是環境適應等方面,都一直在不斷突破創新。團隊根據鳥類翅膀上升力大,推動力強的等特點,發明了柔性撲翼,這次的成功也證實了仿生學在無人機領域的成功突破。

據團隊副教授薛棟稱,他們在經過一次次電腦數值模擬,風洞試驗和野外飛行測試,研發的撲翼無人機前后迭代20輪,最終得到最佳數值。“云鵠”不管是在升力,推力還是功耗上都是目前最佳版本,它具有非常優越的氣動性能。據“云鵠”號總設計師(博士研究生)孟瑞稱,每一次的野外測試,師生都會參與進來,負責框架,撲翼,驅動,飛控的同學都各司其職,解決一次次遇到的難題。這是他們在學生時代最寶貴的經驗,大家的努力也都非常值得。

“云鵠”號空載起飛重量僅為1kg,翼展1.82m,采用高效仿生驅動系統和微型飛行控制導航,可手拋起飛滑翔降落。此外,云鵠還可以按照設定的航線飛行,過程中還可以變更航線,完全可以說“麻雀雖小五臟俱全”。這次“云鵠”仿生撲翼無人機的挑戰成功,也注定未來撲翼無人機將在各領域大有作為。大家都知道我國有一種常見的候鳥——大雁,每年秋冬季節,大雁都會從西伯利亞遷徙到我國南方過冬。成年大雁的體重約為4-5kg,翼展約1.5-1.7m,體長在1m左右。大家可以試想下,如果撲翼無人機跟隨大雁飛行,那完全可以做到“如假包換”,這就是仿生撲翼無人機的優點所在。
在軍事上,仿生撲翼無人機可以像正常鳥類一樣,神不知鬼不覺的對敵方進行偵察,通信中繼,甚至打擊等能力。類似一些軍事設施和防御工事,仿生撲翼無人機可以做到近距離偵察,甚至對其內部進行偵察竊聽等,這絕對是戰場上進行情報獲取的“大殺器”。在民用上,仿生撲翼無人機可以進行事故探測,比如像核泄漏,生化污染,自然災害等一些危險的探測行動。當然,也可以被用來監視犯罪團伙,活動的有力工具。
在仿生撲翼無人機方面,也并非只有我們在行動,美國加利福尼亞大學對此也頗有研究。上世紀90年代末,加利福尼亞大學就研發一種仿生撲翼蒼蠅,也被稱“機械蒼蠅”。機械蒼蠅有2對翅膀,只有一只眼睛,全重43毫克,直徑約5-10mm,外形上和真蒼蠅很像。機械蒼蠅的翅膀是聚酯樹脂熱熔定型,有一個太陽能微型石英驅動器,它可以保證1對翅膀180次/s的頻率煽動,產生的動能要大于真蒼蠅肌肉煽動的翅膀。所以,不管是其在外觀還是行為上都和真蒼蠅非常像。

美國軍方對“機械蒼蠅”的興趣也比較大,因為它小巧的身體可以幫助士兵在城市環境更好的進行偵測任務。此外,加利福尼亞大學還在研制一種撲翼蝙蝠無人機。“仿生蝙蝠”重量為10g,翼展有15cm,翅膀采用的還是電池驅動,可以攜帶微型攝像機,音響傳感器和信號傳輸。在一次試飛中,仿生蝙蝠只飛行了40多米遠就因電池電量用完而墜地。當然了,不管是“機械蒼蠅”還是“仿生蝙蝠”還都存在一些技術問題,大規模量產下線估計還需要一段時間。這次西工大仿生撲翼無人機的挑戰紀錄成功具有很大的意義,這將會給我國國防和民用帶來很大的助力。







