蝙蝠飞行激发了微型飞行器的独特设计

导读 南安普顿大学的研究人员设计了灵感来自蝙蝠的创新膜翼,为新型无人驾驶微型飞行器(MAV)铺平了道路,这些微型飞行器具有改进的空气动力学特

南安普顿大学的研究人员设计了灵感来自蝙蝠的创新膜翼,为新型无人驾驶微型飞行器(MAV)铺平了道路,这些微型飞行器具有改进的空气动力学特性,可以长距离飞行并且运行更经济。

翅膀像人造肌肉一样工作,根据他们所经历的力量改变形状,并且没有机械部件,使得MAV更容易维护。

独特的机翼设计采用电活性聚合物,使机翼在施加电压时变硬和松弛,并进一步提高其性能。

通过改变电压输入,可以在飞行期间改变电活性膜的形状并因此改变空气动力学特性。概念证明翼最终将使飞行距离比目前更长。

通过南安普顿大学的实践实验工作和伦敦帝国理工学院的计算研究,在工程和物理科学研究委员会(EPSRC)的资助下,开发并成功测试了机翼。空军通过其欧洲航空航天研究与发展办公室(EOARD)提供了额外的支持。

有时小至15厘米,MAV越来越多地用于各种民用和军用应用,例如远程和危险区域的测量。MAV开发人员的一个新兴趋势是从自然界中汲取灵感,设计出能够获得更好飞行性能的车辆,并提供与小型无人机相似的可控性水平,但利用机翼提供的效率进一步飞行。

南安普顿帝国队专注于模仿蝙蝠的生理学 - 蝙蝠是唯一能够真正飞行的哺乳动物。为了通知和加快设计过程,帝国团队构建了创新的计算模型,并用它们来帮助构建一个包含先锋“蝙蝠翅膀”的测试MAV。

南安普顿队将这些发现中的一些纳入了一个0.5米宽的测试车辆,旨在掠过海面,并在必要时安全着陆。经过广泛的风洞测试后,该车辆在附近的沿海地区进行了测量。

领导整个项目的南安普顿空气动力学和飞行力学小组的Bharath Ganapathisubramani教授说:“我们已经成功地证明了MAV的基本可行性,它们包含了对环境有反应的翅膀,就像那些激发我们思维的蝙蝠一样。我们还在实验室试验中表明,活动翼可以显着改能。该项目的综合计算和实验方法在生物启发的MAV设计领域是独一无二的。

下一步是将主动机翼纳入典型的MAV设计中,并在未来五年内实现可能实现的实际应用。

“这是MAV设计方法的范式转变。而不是采用缩小现有飞机设计方法的传统方法,我们不断改变不同风力条件下的膜形状,以优化其空气动力学性能,”帝国部门的Rafael Palacios博士说。航空公司,领导帝国的项目方面。

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