隨著科技的發(fā)展,無人設(shè)備逐漸受到越來越多的關(guān)注,尤其是無人機(jī)在該領(lǐng)域更是大放異彩。在無人機(jī)領(lǐng)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(jī)都收到很多國家的青睞。最近,西北工業(yè)大學(xué)申請了仿生撲翼無人機(jī)的吉尼斯世界飛行時(shí)長紀(jì)錄,該記錄時(shí)常為154分鐘,超原紀(jì)錄63分鐘。

打破該記錄的是西工大自主研制的“云鵠”號(hào)撲翼無人機(jī),平穩(wěn)飛行了154分鐘后安全落地,經(jīng)過吉尼斯認(rèn)證官嚴(yán)格的見證后宣布,“云鵠”挑戰(zhàn)成功。據(jù)西工大航空學(xué)院教授宋筆鋒介紹,該團(tuán)隊(duì)從千禧年開始研發(fā)更仿生,更高效,更安全的撲翼無人機(jī),不管是在續(xù)航時(shí)間載重能力還是環(huán)境適應(yīng)等方面,都一直在不斷突破創(chuàng)新。團(tuán)隊(duì)根據(jù)鳥類翅膀上升力大,推動(dòng)力強(qiáng)的等特點(diǎn),發(fā)明了柔性撲翼,這次的成功也證實(shí)了仿生學(xué)在無人機(jī)領(lǐng)域的成功突破。

據(jù)團(tuán)隊(duì)副教授薛棟稱,他們在經(jīng)過一次次電腦數(shù)值模擬,風(fēng)洞試驗(yàn)和野外飛行測試,研發(fā)的撲翼無人機(jī)前后迭代20輪,最終得到最佳數(shù)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(yōu)越的氣動(dòng)性能。據(jù)“云鵠”號(hào)總設(shè)計(jì)師(博士研究生)孟瑞稱,每一次的野外測試,師生都會(huì)參與進(jìn)來,負(fù)責(zé)框架,撲翼,驅(qū)動(dòng),飛控的同學(xué)都各司其職,解決一次次遇到的難題。這是他們在學(xué)生時(shí)代最寶貴的經(jīng)驗(yàn),大家的努力也都非常值得。

“云鵠”號(hào)空載起飛重量僅為1kg,翼展1.82m,采用高效仿生驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和微型飛行控制導(dǎo)航,可手拋起飛滑翔降落。此外,云鵠還可以按照設(shè)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(jī)的挑戰(zhàn)成功,也注定未來撲翼無人機(jī)將在各領(lǐng)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(jié),大雁都會(huì)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(jī)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(jī)的優(yōu)點(diǎn)所在。
在軍事上,仿生撲翼無人機(jī)可以像正常鳥類一樣,神不知鬼不覺的對敵方進(jìn)行偵察,通信中繼,甚至打擊等能力。類似一些軍事設(shè)施和防御工事,仿生撲翼無人機(jī)可以做到近距離偵察,甚至對其內(nèi)部進(jìn)行偵察竊聽等,這絕對是戰(zhàn)場上進(jìn)行情報(bào)獲取的“大殺器”。在民用上,仿生撲翼無人機(jī)可以進(jìn)行事故探測,比如像核泄漏,生化污染,自然災(zāi)害等一些危險(xiǎn)的探測行動(dòng)。當(dāng)然,也可以被用來監(jiān)視犯罪團(tuán)伙,活動(dòng)的有力工具。
在仿生撲翼無人機(jī)方面,也并非只有我們在行動(dòng),美國加利福尼亞大學(xué)對此也頗有研究。上世紀(jì)90年代末,加利福尼亞大學(xué)就研發(fā)一種仿生撲翼蒼蠅,也被稱“機(jī)械蒼蠅”。機(jī)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(jī)械蒼蠅的翅膀是聚酯樹脂熱熔定型,有一個(gè)太陽能微型石英驅(qū)動(dòng)器,它可以保證1對翅膀180次/s的頻率煽動(dòng),產(chǎn)生的動(dòng)能要大于真蒼蠅肌肉煽動(dòng)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(jī)械蒼蠅”的興趣也比較大,因?yàn)樗∏傻纳眢w可以幫助士兵在城市環(huán)境更好的進(jìn)行偵測任務(wù)。此外,加利福尼亞大學(xué)還在研制一種撲翼蝙蝠無人機(jī)。“仿生蝙蝠”重量為10g,翼展有15cm,翅膀采用的還是電池驅(qū)動(dòng),可以攜帶微型攝像機(jī),音響傳感器和信號(hào)傳輸。在一次試飛中,仿生蝙蝠只飛行了40多米遠(yuǎn)就因電池電量用完而墜地。當(dāng)然了,不管是“機(jī)械蒼蠅”還是“仿生蝙蝠”還都存在一些技術(shù)問題,大規(guī)模量產(chǎn)下線估計(jì)還需要一段時(shí)間。這次西工大仿生撲翼無人機(jī)的挑戰(zhàn)紀(jì)錄成功具有很大的意義,這將會(huì)給我國國防和民用帶來很大的助力。