西北工業(yè)大學“信鴿”仿生飛行器刷新世界紀錄！

在持續(xù)一年多的俄烏戰(zhàn)爭以及仍在持續(xù)的巴以沖突中，無人機發(fā)揮了重要作用。想象一下，如果一只仿生鳥類的飛行器出現(xiàn)在戰(zhàn)場上，包括低空偵察、低空攻擊等，將給戰(zhàn)場上的軍事人員帶來多少未知的恐懼。

最近，從西北工業(yè)大學獲悉，由該校科研團隊研制的“信鴿”仿生飛行器續(xù)航時間突破3小時，刷新了撲翼式無人機單次充電飛行時間吉尼斯世界紀錄。該團隊研制的“云鸮”仿生飛行器曾創(chuàng)下2小時34分38秒的續(xù)航紀錄。

據(jù)悉，

創(chuàng)造撲翼式無人機單次充電飛行時間吉尼斯世界紀錄的“云鸮”仿生飛行器  圖源：西北工業(yè)大學官網(wǎng)

“信鴿”機身更小，“體重”更輕  圖源：西北工業(yè)大學官網(wǎng)

“信鴿”由西北工業(yè)大學仿生飛行器研究團隊研制，翼展70厘米，起飛重量260克，保持了3小時5分30秒的續(xù)航時間。據(jù)了解，與2022年11月15日創(chuàng)造吉尼斯世界紀錄的“云鸮”相比，“信鴿”機身更小，翼展不足“云鸮”的一半，重量約為“云鸮”的四分之一。

眾所周知，傳統(tǒng)的人造飛行器，要么是利用發(fā)動機噴氣加速，通過固定機翼氣流壓力實現(xiàn)上升，要么是靠螺旋槳旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生升力。而這種仿鳥飛行器是完全模擬鳥類的飛行姿態(tài)，開發(fā)起來的難度很大：首先撲翼機需要機翼連續(xù)撲動，所以對發(fā)動機要求高，要輕巧有力；其次對材料要求也高，因為總是上下來回撲動，反復折彎材料，材料很容易疲勞；另外還有飛行控制，和固定翼飛機更不一樣。

“信鴿”刷新世界紀錄是西北工業(yè)大學仿生飛行器研究團隊在該領(lǐng)域長期深耕的結(jié)果。20多年來，該團隊從鳥類翅膀結(jié)構(gòu)、撲動方式與飛行性能的內(nèi)在機理研究入手，詳細研究了鳥翼結(jié)構(gòu)、運動形式等對飛行性能的影響機理，突破了仿生飛行器設(shè)計中撲動翼、驅(qū)動機構(gòu)、飛控系統(tǒng)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，先后研制了“小隼”“云鸮”“信鴿”等不同特點的仿生飛行器，并在全國10余個地區(qū)完成了1500余架次的飛行任務(wù)，在多個方面達到國際領(lǐng)先水平。

據(jù)悉，西北工業(yè)大學研究團隊先后研制了“信鴿”“小隼”“金雀”“蜂鳥”“云鸮”“信天翁”等不同特點的仿生飛行器。

最近幾年，中國在撲翼機領(lǐng)域發(fā)展得不錯，北航、南航、西工大三座高校之間更是展開了激烈競爭。

而除了中國之外，歐美日等國家也在研究撲翼飛行器。那么，世界各國為什么還要研究仿鳥撲翼飛行器呢？主要原因在于：

首先，撲翼飛行器不僅從外觀來看很像鳥類，飛行方式也一樣。這種特性決定了，通過偽裝它可以執(zhí)行近距離的偵察任務(wù)，或者在機場執(zhí)行驅(qū)鳥任務(wù)。

其次，它便于攜帶，通過手拋的方式就能起飛，還可以滑翔降落，所以起降不受場地限制。

另外，撲翼的飛行方式，使得這種飛行器可以像鳥類一樣滑翔飛行，也就是飛到一定高度，偶爾煽動幾下翅膀，就可以向前飛行，或者滯空飛行。

第四，由于撲翼的飛行方式具有較多的運動自由度，因此有很強的機動性，例如鳥類可以隨意轉(zhuǎn)彎，調(diào)轉(zhuǎn)飛行方向和高度，而現(xiàn)有的人造飛行器在這方面要差很多。

第五，機翼撲動的方式是以橫向往復運動為主，這是厘米級微型無人機的更加合適構(gòu)型，可以制造出尺寸更小的飛行器。

實際上，撲翼飛行器的優(yōu)勢非常多，并且基于這些特點，它具有很大的現(xiàn)實應用意義，例如上文提到的偵查敵情，還有高空氣象探測、地面成像、生態(tài)監(jiān)控、生物研究等。

對于撲翼飛行器的應用價值，西北工業(yè)大學仿生飛行器研究團隊首席科學家宋筆鋒教授就表示，“仿生撲翼飛行器模仿鳥類等生物撲動翅膀的方式飛行，因其質(zhì)量輕、體積小、噪聲弱等特點，具有仿生性、隱蔽性和便攜性，一般為手拋起飛、滑翔降落，起降不受場地限制，可應用于局地復雜環(huán)境應急救援信息獲取、野外生物科考等多個領(lǐng)域。”

而西北工業(yè)大學“信鴿”仿生飛行器續(xù)航時間的大幅提升，不僅驗證了飛行器的性能，更使小型化仿生飛行器應用場景進一步擴大，有助于該類飛行器早日走向?qū)嶋H應用。