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昆蟲微型飛行器

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英國牛津大學的科學家正在研製革命性的昆蟲型微型飛行器。這種飛行器在設計上立基於昆蟲,採用富有革新性的撲翼和微型攝像頭。

1 昆蟲微型飛行器 -簡介

昆蟲微型飛行器科學家希望破解家蠅超強的飛翔能力,研製出新型無人機

英國牛津大學的科學家正在研製的昆蟲微型飛行器,其研製工作獲得英國工程和自然科學研究委員會的支持,牛津大學在此過程中扮演關鍵角色。

此項研究由牛津大學動物學系的理查德·鮑姆菲利博士領導,旨在進一步了解昆蟲翅膀在過去3.5億年如何進化。他說:「大自然已經解決了如何設計微型飛行器的問題。在向大自然取經時,我們得出一系列發現,這些發現讓空氣動力學工程師研製新一代偵察機成為一種可能。之所以稱之為新一代是因為它們的體積與昆蟲相當,能夠像昆蟲一樣飛行並與周圍環境融為一體。」

 研究小組具有突破性的研究成果引起北約、美國空軍和歐洲宇航研發辦公室的注意。這項研究估計將在3到5年內得出國防工業可以利用的發現,20年內可研製和廣泛部署昆蟲大小的飛行器。鮑姆菲利說:「這是我們向大自然學習的又一個例子。微型飛行器是探查光線暗、危險性大和污穢地區的最理想方式。」

2 昆蟲微型飛行器 -設計特點

當前體積最小的先進固定翼無人偵察機寬度大約在1英尺(約合30厘米)左右。撲翼設計能夠讓飛行器實現微型化。為了具備飛行能力,任何物體都需要擁有推進力和上升力。在飛機上,兩個單獨的裝置負責產生推進力和上升力(發動機提供推進力,機翼提供上升力)。這兩個條件限制了微型飛行器的設計。

在利用尖端電腦建模能力和最新高速高清晰攝像機技術方面,鮑姆菲利和他的研究小組走在世界前列,他們正在研究昆蟲的翅膀和性能。這項工作的關鍵是計算昆蟲翅膀周圍的氣流速度,可通過將昆蟲放入風洞進行研究加以實現。研究中,科學家在空氣中播撒光灰霧,用脈衝激光燈照亮這些顆粒,也就是採用顆粒圖像測速技術。

3 昆蟲微型飛行器 -其用途

它們擁有廣泛的用途,可用於危險性過大而不適於人類的緊急情況,充當人類的好幫手,也可執行軍事偵察任務。

4 昆蟲微型飛行器 -目前情況

目前,鮑姆菲利正利用英國工程與物理學研究基金提供的資金進行此項研究。這項研究的基本目的是了解自然選擇如何影響昆蟲翅膀的設計,了解空氣動力學和其他物理限制條件對這些設計的影響。他說:「進化並不局限於一種類型的昆蟲翅膀設計。我們的目的是了解自然選擇如何讓此成為現實。此外,我們同樣希望了解人造飛行器如何戰勝大自然的約束。」

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