航空仿生學：送貨無人機如何用“鳥腿”起飛？
無人機長期以來受制于一大基本設(she)計(ji)(ji)問(wen)題：能夠長距離高速飛(fei)行并承載大重量貨物的無人機，與能夠在(zai)小(xiao)范圍飛(fei)行及降落(luo)的無人機，存在(zai)顯著的差異(yi)——前者(zhe)使(shi)用固定翼設(she)計(ji)(ji)，后者(zhe)則需要旋翼設(she)計(ji)(ji)。
如何設計(ji)能夠短距起(qi)飛(fei)(fei)但航程較遠的無人(ren)機(ji)？一(yi)家南非創業(ye)公司 提出了(le)一(yi)個(ge)的方法，模仿鳥(niao)兒的飛(fei)(fei)行(xing)思(si)路(lu)：使用翅(chi)膀(bang)進(jin)行(xing)長時間(jian)飛(fei)(fei)行(xing)，同時依靠腿/腳結構進(jin)行(xing)起(qi)飛(fei)(fei)與(yu)降落(luo)。該公司設計(ji)了(le)一(yi)款名叫“Sparrow”的無人(ren)機(ji)，為運貨設計(ji)，引擎(qing)安裝(zhuang)在機(ji)翼上部(bu)，其腿部(bu)有受載彈簧，提供了(le)起(qi)飛(fei)(fei)所需(xu)的八成能量(liang)，到達目的地后，無人(ren)機(ji)會減速，腿部(bu)伸展開來，用作減震器。
對于這(zhe)款無人機(ji)來說，引擎帶來的(de)(de)(de)動(dong)力不(bu)足(zu)以(yi)推動(dong)飛(fei)(fei)機(ji)起飛(fei)(fei)，“腿”才是起飛(fei)(fei)的(de)(de)(de)關鍵。它(ta)的(de)(de)(de)腿部裝有兩(liang)個類(lei)似(si)于彈射器的(de)(de)(de)受載彈簧，可(ke)以(yi)提供起飛(fei)(fei)所需的(de)(de)(de)80%的(de)(de)(de)能量。
彈射起飛后，無人機會以大約30度的角度爬升，同時腿部像起落架一樣收回到機身中，隨后，襟翼升起，飛機進入巡航配置。到達目的地后，無人機會減速，腿部會再次伸展開來，用作減震器。
在設計開始階段，研究人員設計的飛機腿并不是現在這個樣子。隨著數次技術迭代，飛機腿的外觀逐漸向鳥腿靠近。
這款無(wu)人(ren)(ren)機(ji)擁(yong)(yong)有固(gu)定翼(yi)無(wu)人(ren)(ren)機(ji)的有效(xiao)載荷(he)、速度(du)、射程和效(xiao)率等所有優(you)點，以(yi)及(ji)旋翼(yi)飛機(ji)的精(jing)確(que)著陸能(neng)(neng)力。但由(you)于這款飛機(ji)并不能(neng)(neng)實現懸停，因此可能(neng)(neng)不適(shi)合航拍。在(zai)研究人(ren)(ren)員看(kan)來，無(wu)法懸停并不是(shi)一(yi)件壞事。通過避免最(zui)低效(xiao)飛行，無(wu)人(ren)(ren)機(ji)可以(yi)一(yi)定程度(du)上減少攜帶的電池，從而減輕(qing)自(zi)重。這意味著可以(yi)飛得更(geng)遠或這擁(yong)(yong)有更(geng)多有效(xiao)載荷(he)。
目前，麻雀無人(ren)機還只是小型版(ban)，巡(xun)航速度(du)為120 km/h，能攜帶 2公斤(jin)的(de)負荷，飛行(xing)時(shi)間約一小時(shi)。下一步，研究團隊(dui)計劃將翼(yi)展達到6米，有效載荷提升至100公斤(jin)。
相關標簽
新聞分享