未来军用无人机发展新路径:“振翅”而飞不是梦

   2022-05-06 解放军报长安160
核心提示:Festo仿生雨燕无人机  BionicFlyingFox蝙蝠仿生机器人  近日法国国防部发布消息称,法军目前正在推进一个名为“BIOFLY”的仿

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Festo仿生雨燕无人机  

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BionicFlyingFox蝙蝠仿生机器人

  近日法国国防部发布消息称,法军目前正在推进一个名为“BIOFLY”的仿生无人机研发项目,旨在打造一款操作灵活、隐身性能较强的扑翼式无人飞行器。

  扑翼式飞行器,指的是模仿鸟或昆虫飞行方式研制的飞行器,能靠拍打翅膀来获得升力和推力。随着微加工技术、微机电技术、仿生技术的发展,各国科研人员在成功研制出一系列大型飞行器的同时,正越来越多地将目光投向扑翼式飞行器。与旋翼式无人机或固定翼无人机相比,扑翼式无人机体积小、重量轻、隐蔽性好、行动灵活,在军用和民用两大领域都有广阔发展前景。

  扑翼式无人机的核心在于仿真。这种仿真不只是借鉴鸟和昆虫的飞行原理,还包括模仿鸟和昆虫的肢体结构、外形特征,以期达到全方位仿真的效果。一旦研发成功,扑翼式无人机将能像鸟和昆虫一样,轻松完成上升、悬停、前进、俯冲等动作,大自由度地完成无人机姿态调整。对鸟或昆虫骨架结构的研究与效仿,喷涂隐身材料,甚至直接采用生物的某些部位实体,使这类无人机的“迷惑性”更强,不仅能够瞒过人的眼睛,甚至可以混迹于鸟群之中。

  当前的扑翼式无人机主要包括仿昆虫设计和仿鸟类设计两种。昆虫体型小、噪声低,飞行轨迹复杂多变,能够快速转弯、悬停飞行。仿昆虫设计的扑翼式无人机通常采用碳纤维、液晶聚合物、定向聚丙烯等轻型材料来打造机翼,以达到轻巧灵活的目的。法国工程师设计的仿蝴蝶无人机“metaFly”,重量不到10克,既能在户外飞行,也能在室内上下翻飞。英国一家公司从蜻蜓身上获得灵感,研制出一款能够在高阵风条件下飞行的扑翼式无人机“Skeeter”。“Skeeter”不仅能够民用,还获得英国国防部的拨款,正加快其军事化进程。

  仿鸟类设计的扑翼式无人机则考虑到了飞行器的续航力。同样采用轻量化材料,使无人机的翅膀“轻如鸿毛、薄如蝉翼”。体型略大的仿鸟类扑翼式无人机可容纳更大容量的电池,拥有更长续航时间。2005年,美国国防部高级研究计划署启动了一个与“蜂鸟”类似的超微型军用扑翼式无人机研制项目,旨在对洞穴或地道等狭小地区的情况进行侦察或监视。“蜂鸟”超微型无人机能以每秒数米的速度向前飞行,可抵抗2.5米/秒的微风。斯坦福大学以鸽子为原型,制造出一款双翼由鸽子羽毛组成的无人机。该款无人机能够在空中滑翔,并通过收缩、伸展翅膀完成转弯、爬升等动作。

  当前,战场环境更加复杂。过去的一些空中侦察装备已无法应对来自战场生存力方面的考验。扑翼式无人机或可凭借其难以分辨、携带方便等优势,成为一款适用于现代战场的侦察装备。尤其是随着巷战、特种作战发生概率增大,扑翼式无人机在狭小空间作战方面有相当大的发展潜力。尽管在扑翼式无人机研制方面,各国还处于起步阶段,但随着材料学、空气动力学、人工智能等方面研究的深入,扑翼式无人机从技术成熟到投入战场,这一目标的实现或许就在眼前。

 
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