科学家参考鸟和昆虫的翅膀,打造耐力更佳的迷你无人机

秘诀在于提早让气流由机翼剥离。

Andy Yang
Andy Yang
2020年02月2日, 晚上 07:00

大型的无人机很容易做成正常飞机的样子,但小型的无人机却几乎都是多轴的旋翼机,鲜少有使用固定翼的造型,这背后其实是物理的原因在的。超迷你的固定翼飞机如果使用与大型固定翼飞机一样的空气动力学原理来打造的话,在飞行时遇上的乱流会呈等比例地放「放大」,使得原本滑顺地由机翼上方掠过的气流容易被扰乱,除了影响机翼的效率之外,也增加迷你固定翼飞机一阵风吹过就坠落的危险。

布朗大学与洛桑理工的研究专家合力,破解了这个难题。和许多近期的突破一样,灵感来自自然界中的昆虫与鸟类,它们自然是没有现代飞机特别设计过的机翼形状与弧度,但却能保持飞行,且不易受乱流影响。这背后的原因,是因为它们的翼型其实故意破坏了从机翼上方流过的稳定气流,提前在机翼上方形成了自己的乱流。这个乱流虽然会影响机翼的效率,但却能提供一层保护,让机翼不受外部乱流的侵扰。一来一回之间,反而是比照搬大型机翼的设计要来得更有效率了。

这个设计除了让迷你无人机可以有更好的耐力之外,也在很大的程度上移除了机翼厚度与形状上的限制,让机翼当中可以放入电池或其他电子组件,并且做得更厚、更耐用。不过,目前这无人机仅仅是在风洞测试中获得了理论的实证,并且有着上图这个极简化的概念示范机而已。要如何在效率与稳定性间做进一步的取舍,乃至于找到一个最适合迷你固定翼无人机的平衡点来,是个还需要更多时间来研究的课题吧!
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