英國牛津大學(xué)的科學(xué)家正在研制**性的昆蟲型微型飛行器

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，目前，英國牛津大學(xué)的科學(xué)家正在研制**性的昆蟲型微型飛行器。這種飛行器在設(shè)計上立基于昆蟲，采用富有革新性的撲翼和微型攝像頭。它們擁有廣泛的用途，可用于危險性過大而不適于人類的緊急情況，充當(dāng)人類的好幫手，也可執(zhí)行**偵察任務(wù)。

昆蟲型飛行器的研制工作獲得英國工程和自然科學(xué)研究委員會的支持，牛津大學(xué)在此過程中扮演關(guān)鍵角色。此項研究由牛津大學(xué)動物學(xué)系的理查德-鮑姆菲利博士領(lǐng)導(dǎo)，旨在進(jìn)一步了解昆蟲翅膀在過去3.5億年如何進(jìn)化。他說：“大自然已經(jīng)解決了如何設(shè)計微型飛行器的問題。在向大自然取經(jīng)時，我們得出一系列發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)讓空氣動力學(xué)工程師研制新一代偵察機(jī)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(dāng)，能夠像昆蟲一樣飛行并與周圍環(huán)境融為一體?！?/p>

當(dāng)前體積小的先進(jìn)固定翼無人偵察機(jī)寬度大約在1英尺(約合30厘米)左右。撲翼設(shè)計能夠讓飛行器實現(xiàn)微型化。為了具備飛行能力，任何物體都需要擁有推進(jìn)力和上升力。在飛機(jī)上，兩個單獨的裝置負(fù)責(zé)產(chǎn)生推進(jìn)力和上升力(發(fā)動機(jī)提供推進(jìn)力，機(jī)翼提供上升力)。這兩個條件限制了微型飛行器的設(shè)計。

昆蟲的撲翼能夠同時提供推進(jìn)力和上升力。如果人造飛行器能夠有效模仿這種能力，便可讓飛行器的體積大幅降低，低于當(dāng)前的設(shè)計。鮑姆菲利表示：“這需要我們進(jìn)一步了解昆蟲翅膀如何進(jìn)化，尤其是不同類型的昆蟲翅膀如何進(jìn)化出不同的用途。例如，蜜蜂是攜帶負(fù)荷的升降機(jī)，蜻蜓等捕食者速度快，機(jī)動能力強，蝗蟲等昆蟲可以飛行相當(dāng)長距離。”

他說：“研究昆蟲翅膀之間的差異是我們的工作重點。了解這些生態(tài)學(xué)差異能夠幫助我們根據(jù)所要執(zhí)行的任務(wù)設(shè)計出一系列機(jī)翼。也就是說，新型飛行器可以進(jìn)行定制，滿足不同的需要，例如偵察敵方地形、崩塌的建筑或者化學(xué)溢出物，對體育比賽和其他事件進(jìn)行電視報道?！?/p>

在利用**電腦建模能力和新高速高清晰攝像機(jī)技術(shù)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(guān)鍵是計算昆蟲翅膀周圍的氣流速度，可通過將昆蟲放入風(fēng)洞進(jìn)行研究加以實現(xiàn)。研究中，科學(xué)家在空氣中播撒光灰霧，用脈沖激光燈照亮這些顆粒，也就是采用顆粒圖像測速技術(shù)。

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(fā)辦公室的注意。這項研究估計將在3到5年內(nèi)得出國防工業(yè)可以利用的發(fā)現(xiàn)，20年內(nèi)可研制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(xué)習(xí)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(qū)的理想方式。”

目前，鮑姆菲利正利用英國工程與物理學(xué)研究基金提供的資金進(jìn)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(shè)計，了解空氣動力學(xué)和其他物理限制條件對這些設(shè)計的影響。他說：“進(jìn)化并不局限于一種類型的昆蟲翅膀設(shè)計。我們的目的是了解自然選擇如何讓此成為現(xiàn)實。此外，我們同樣希望了解人造飛行器如何戰(zhàn)勝大自然的約束?！?/p>