這只奇異的“銀翼蝴蝶”靜悄悄地趴在一株鮮艷的盆景上，警惕地觀察著四周環(huán)境。每當(dāng)有人“闖入”它的領(lǐng)地，它便會振翅而起，在“闖入者”身邊翩翩起舞，輕盈的舞姿彰顯著空中舞者的風(fēng)采……
近日，在法國一家航空實驗室里，一款外形酷似蝴蝶的無人機(jī)，以這種獨(dú)特的方式吸引著在場所有人的眼球。
縱觀無人機(jī)發(fā)展歷程，各種功能強(qiáng)大的無人機(jī)層出不窮，但這款名為“metaFly”的仿生無人機(jī)以奇特的外形設(shè)計和飛行方式，在無人機(jī)家族中脫穎而出，“吸睛”無數(shù)。
所謂“仿生無人機(jī)”，就是模仿借鑒自然生物的飛行方式和控制體系，結(jié)合流體力學(xué)、材料科學(xué)、微系統(tǒng)控制學(xué)等技術(shù)手段研制的人造飛行器。在飛行方式上，它不同于固定翼和旋翼式無人機(jī)，而是像昆蟲一樣，通過上下扇動翅膀，引起機(jī)身上下空氣壓力差，進(jìn)而推動飛行器升降。
同樣是“撲翅”飛行，為什么要模仿翩翩飛的蝴蝶而不是翱翔的飛鳥？選擇模仿類型，是研發(fā)團(tuán)隊初期研討的重點課題。他們發(fā)現(xiàn)，自然界中鳥類的飛行速度和高度雖然要比昆蟲高出很多，但相對于身體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的飛鳥，昆蟲的翅膀一般都只有翅脈而沒有鳥類翅膀中龐大復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)，也不像鳥類那樣需要控制整個身體才能達(dá)到調(diào)整飛行姿態(tài)的效果。昆蟲的翅膀集動力、升力和控制于一體，能瞬間自適調(diào)節(jié)振頻、振幅與振角來控制和應(yīng)對氣流變化，以極低的功耗在各種復(fù)雜的環(huán)境中，高機(jī)動性長時安全飛行。所以，研發(fā)團(tuán)隊最終決定以結(jié)構(gòu)簡單、體型輕便的蝴蝶為設(shè)計藍(lán)本進(jìn)行研制。
他們嚴(yán)格按照空氣動力學(xué)和流體力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，采用質(zhì)地結(jié)實、質(zhì)量輕盈的碳纖維組建無人機(jī)機(jī)身支架，在確保機(jī)身牢固的同時，大大減輕了無人機(jī)飛行負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)了飛行效果。機(jī)身上共搭載1套負(fù)責(zé)接收和處理控制信號的微型控制單元，1部為機(jī)翼提供動能的機(jī)械無芯電機(jī)和1副鋰聚合物電池。機(jī)身整體呈流線型，長約19厘米，重約10克。
除此之外，研發(fā)團(tuán)隊還為“metaFly”設(shè)計出一對由液晶聚合物為主要材料的半透明“翅膀”。作為無人機(jī)飛行的重要依托，這對比無人機(jī)機(jī)身還要長出一半的“翅膀”，是無人機(jī)整體設(shè)計中體積最大的部件。但由于其較好的延展性和柔韌性，它在飛行過程中輕便靈活，還能在一定程度上抵擋飛行中遇到的不穩(wěn)定氣流和障礙物的干擾。
目前，針對仿生無人機(jī)易于偽裝、結(jié)構(gòu)簡單等特點，多個國家的仿生無人機(jī)公司已將其研發(fā)方向延伸至更多領(lǐng)域。他們希望通過進(jìn)一步改善無人機(jī)結(jié)構(gòu)，提高無人機(jī)續(xù)航能力，并在無人機(jī)上搭載更多電子元件，以達(dá)到掃描、偵察、搜索、判別和追蹤的目的。
德國一家科技公司的科研人員通過在無人機(jī)飛行區(qū)域安裝高速紅外探頭，持續(xù)引導(dǎo)一支由仿生無人機(jī)構(gòu)成的飛行梯隊，在特定地域執(zhí)行空間掃描和場景重現(xiàn)任務(wù)。在場工程師通過計算機(jī)手動輸入飛行指令，顏色各異的“蝴蝶”翩翩飛起，洋洋灑灑地在該地域飛過，第一時間將掃描到的空間信息發(fā)送至一旁的處理器中。通過軟件的同步處理，一張數(shù)字化立體建模圖形很快被建立起來。
國外有關(guān)專家表示，如果仿生無人機(jī)被投入未來戰(zhàn)場配合執(zhí)行跟蹤定位、精準(zhǔn)打擊等任務(wù)，面對它們與一般昆蟲的外形和飛行狀態(tài)幾乎一致的特點，當(dāng)前戰(zhàn)場上的通用雷達(dá)或其他偵察手段都很難作出準(zhǔn)確判斷，它在未來軍事領(lǐng)域的作用不容小覷。
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