英研制昆虫微型飞行器 20年内可广泛部署
时间:2017-12-08

   英国开发的昆虫微型飞机可以在20年内广泛部署

  科学家希望能够破解飞翔的超级飞行能力,研制出新型的无人机

  无人机目前用于侦察和空袭

  北京时间8月2日,据美国物理学家网报道,目前,牛津大学的科学家正在研制一种革命性的昆虫型微型飞机。该飞机基于昆虫设计,使用创新的拍动翅膀和微型摄像头。它们用途广泛,可以用于过分危险,不适合人类的紧急情况,充当人类好帮手,也可以执行军事侦察任务。

  英国工程与自然科学研究委员会支持昆虫型飞机的研制,该研究在这一过程中发挥了关键作用。这项由牛津大学动物学系的理查德·鲍姆菲利(Richard Baumfili)博士领导的研究旨在进一步了解在过去三亿五千万年中昆虫的翅膀是如何进化的。他说:大自然已经解决了如何设计微型飞机的问题。从大自然中吸取教训,我们得到了一系列的发现,使空气动力学工程师能够研制出新一代的侦察机。他们称之为新一代的原因是,它们像昆虫一样巨大,像昆虫一样飞翔,与周围环境融为一体。

  目前最小的SFPAV约为1英尺(约30厘米)宽。扑翼设计可以使飞机小型化。为了有能力飞行,任何物体需要推进和上升。在飞机上,两个独立的装置负责产生推进和上升(发动机提供推进力,机翼提供上升)。这两个条件限制了微型飞机的设计。

  昆虫的扑翼可以同时提供推进力和上升力,如果一架人造飞机能够有效地模仿这种能力,飞机的体积可以大大减小,比目前的设计要低。鲍姆菲利说:这要求我们了解更多昆虫翅膀是如何进化的,特别是不同类型的昆虫翅膀是如何演化出来的,例如,蜜蜂是载着载荷的升降机,蜻蜓等捕食者是快速的,可操作的,昆虫如蝗虫可以飞行很长距离。

  他说:研究昆虫翅膀的差异是我们关注的重点。了解这些生态差异可以帮助我们根据要执行的任务设计一系列的翅膀。也就是说,新飞机可以根据不同的需求进行定制,例如检测敌人的地形,倒塌的建筑物或化学品泄漏,以及体育赛事和其他事件的电视报道。

  鲍姆菲利和他的团队利用尖端的计算机建模功能和最新的高速高清摄像头技术,走在世界前列,正在研究昆虫的翅膀和属性。这项工作的关键是计算昆虫的翅膀周围的气流速度,这可以通过将昆虫放入风洞中进行研究,研究人员在空气中喷雾,使用脉冲激光照亮粒子,即使用粒子图像测速。

  这个研究小组的突破性研究引起了北约,美国空军和欧洲航天局的关注,研究估计在三到五年内,国防工业可以利用的发现将会导致发展和广泛部署昆虫大小的飞机在20年Baumfrey说:这是我们研究自然的又一个例子微型飞机是检测黑暗,危险和污染区域的最佳方式。

  目前,鲍姆菲利正在利用英国工程与物理研究基金提供的资金进行这项研究。本研究的基本目的是了解自然选择如何影响昆虫翅膀的设计,并了解空气动力学和其他物理约束对这些设计的影响。他说:进化不限于一种类型的昆虫翅膀设计。我们的目标是了解自然选择如何使其成为现实。另外,我们也想知道人造飞机对自然的制约。

  美国生理学家网络报告(英文)

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