国内外扑翼机研究进展
作者:管理员    发布于:2014-04-25 14:29:09    文字:【】【】【

国外研究进展:
  初期的扑翼飞行器发展融入了许多科学家的艰苦努力,但整体上都显得较为庞大且也相当笨重,离实用还相距甚远,和目前发展的扑翼飞行器相比,也显得很笨拙,但是却为后期的研究工作提供了一定的理论基础和实践经验。随着机器人技术与应用 MEMS 技术、空气动力学和新型材料等的发展,如今的扑翼飞行器也越来越灵巧且逐渐小型化,离实用也越来越近,它的发展也成为飞行器研究领域最为热门的前沿学科。

国内研究进展:
  研究起步相对较晚,但国内科学家们始终关注着其发展动态,并也开始这方面的基础和应用研究工作。仿生学方面,张志涛等、曹雅忠等、程登发等、吴孔明和郭予元、彩万志等分别开展了生物飞行动力学、生理学、功能形态学等方面的研究。清华大学的曾理江等人重点进行了昆虫运动机理研究和应用以及有关昆虫运动参数的测量和分析,在此基础上建立了昆虫运动模型,研究了昆虫运动机理。北京航空航天大学的孙茂等人用Navier-Stokes方程数值解和涡动力学理论研究了模型昆虫翼作非定常运动时的气动力特性,解释了昆虫产生高升力的机理,在此基础上探索了微型飞行器的飞行原理,包括气动布局新概念、新控制方式、最大速度、允许重量、需要功率等问题。南京航空航天大学的昂海松等人通过非定常涡格法的计算分析了仿鸟复合振动的扑翼气动特性。赵亚博也就关键力学和智能材料问题进行了研究。上海交通大学正在研究翼展50~60mm的基于电磁和基于压电驱动的扑翼MAV方案。西北工业大学目前也正在研制微型扑翼飞行器,飞机采用聚合物锂电池和微型电动机驱动,碳纤维机架,柔性机翼,全机重量约15 g,扑翼频率15~20Hz,由于受电池容量限制,飞行时间约8~18 s。试验样机已经在低速风洞中进行了风洞试验。南京航空航天大学在2004 年4 月也研制成功了国内第一架能在空中悬浮飞行的扑翼飞行器。东南大学和扬州大学目前也已就仿生扑翼飞行机构的机理分析、扑翼飞行实验测试平台的建立等方面进行了联合攻关和探讨,并取得初步成效。总体而言,我国在这方面的研究与国外相比尚有一定差距,尤其在实践方面更是如此,可见中国在仿生扑翼飞行器方面的研究可谓任重而道远。
  虽然国内外对扑翼飞行器空气动力学、飞行力学及其实现机构的研究已取得了初步的理论和试验成果,但是这些研究距离实际能够飞行的扑翼飞行器尚有一定差距。为了实现扑翼飞行,除了应继续从理论和实验上进一步深入地研究扑翼飞行机理之外,非定常空气动力学的研究、高性能的动力系统和能源问题、高效扑翼驱动机构的设计与制造以及以后的通信与控制系统等应成为扑翼飞行器研制的关键。特别是翼展为150mm以下的扑翼飞行器具有很大的实用价值。

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