航空仿生學(xué)：送貨無人機(jī)如何用“鳥腿”起飛？
無人機(jī)長(zhǎng)期以來受制于一大基本設(shè)計(jì)問題：能夠長(zhǎng)距離高速飛行并承載大重量貨物的無人機(jī)，與能夠在小范圍飛行及降落的無人機(jī)，存在顯著的差異——前者使用固定翼設(shè)計(jì)，后者則需要旋翼設(shè)計(jì)。
如何設(shè)計(jì)能夠短距起飛但航程較遠(yuǎn)的無人機(jī)？一家南非創(chuàng)業(yè)公司 提出了一個(gè)的方法，模仿鳥兒的飛行思路：使用翅膀進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間飛行，同時(shí)依靠腿/腳結(jié)構(gòu)進(jìn)行起飛與降落。該公司設(shè)計(jì)了一款名叫“Sparrow”的無人機(jī)，為運(yùn)貨設(shè)計(jì)，引擎安裝在機(jī)翼上部，其腿部有受載彈簧，提供了起飛所需的八成能量，到達(dá)目的地后，無人機(jī)會(huì)減速，腿部伸展開來，用作減震器。
對(duì)于這款無人機(jī)來說，引擎帶來的動(dòng)力不足以推動(dòng)飛機(jī)起飛，“腿”才是起飛的關(guān)鍵。它的腿部裝有兩個(gè)類似于彈射器的受載彈簧，可以提供起飛所需的80%的能量。
彈射起飛后，無人機(jī)會(huì)以大約30度的角度爬升，同時(shí)腿部像起落架一樣收回到機(jī)身中，隨后，襟翼升起，飛機(jī)進(jìn)入巡航配置。到達(dá)目的地后，無人機(jī)會(huì)減速，腿部會(huì)再次伸展開來，用作減震器。
在設(shè)計(jì)開始階段，研究人員設(shè)計(jì)的飛機(jī)腿并不是現(xiàn)在這個(gè)樣子。隨著數(shù)次技術(shù)迭代，飛機(jī)腿的外觀逐漸向鳥腿靠近。
這款無人機(jī)擁有固定翼無人機(jī)的有效載荷、速度、射程和效率等所有優(yōu)點(diǎn)，以及旋翼飛機(jī)的精確著陸能力。但由于這款飛機(jī)并不能實(shí)現(xiàn)懸停，因此可能不適合航拍。在研究人員看來，無法懸停并不是一件壞事。通過避免最低效飛行，無人機(jī)可以一定程度上減少攜帶的電池，從而減輕自重。這意味著可以飛得更遠(yuǎn)或這擁有更多有效載荷。
目前，麻雀無人機(jī)還只是小型版，巡航速度為120 km/h，能攜帶 2公斤的負(fù)荷，飛行時(shí)間約一小時(shí)。下一步，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將翼展達(dá)到6米，有效載荷提升至100公斤。
相關(guān)標(biāo)簽
新聞分享