书城科普读物宇宙到底有多重
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第44章 “微蝙蝠”电动扑翼飞行器的质量

你见过像蝙蝠那么大的“飞机”吗?

它的正式名称叫做“微型飞行器”,是20世纪90年代源于军事目的而发展起来的一种新型遥控飞行器。与常规无人驾驶飞机相比,微型飞行器具有体积小、重量轻、成本低的优势,而且操纵方便,机动灵活,噪音小,隐蔽性好,无论是在军事还是民用领域,都具有十分广阔的应用前景。

在军事上,微型飞行器可用于敌情侦察、目标追踪、生化取样、部署传感器等。它可以从50m甚至更近的距离对目标实施侦察监视,尤其是对卫星和军用侦察机触及不到的盲区或人员无法涉足的地区进行侦察,能够在城市建筑物群中以缓慢的速度飞行,可飞抵甚至停留在建筑物内,探测和查找敌方人员或恐怖分子,同时实时传送侦察到的信息。如果携带高效能炸药,还可用于对地攻击,炸死恐怖分子,破坏敌方雷达系统和通信中枢等。

在民用方面,微型飞行器可用于环境监测、灾情调查、道路交通监控、边境巡逻、毒品禁运、搜救、农业勘察、城区监视和航空摄影等。

微型飞行器不是普通飞机或直升机的简单缩小,其气动力、结构设计、动力配置、飞行动力学和导航控制技术等皆有不同于常规飞行器的特点。由于它的尺寸很小,气动效率很低,通常采用仿生学方法,借鉴鸟类和飞虫的外形和飞行方式。

微型飞行器采用的能源动力装置主要是微型电动机或内燃机,此外,科学家们还在研究电致伸缩人造肌肉、弹性动力、热电动力和太阳能等新技术。另外,微型飞行器还必须配备高度自动化的飞行控制系统,以及基于GPS和地形匹配等综合性自主导航系统。另外,还需要搭载各种侦察传感器,如微型摄像机、声音探测器、红外探测器、生化探测器,以及实时传输图像或其他情报的微型通信系统。

目前,美、德、日、俄等国家都在竞相研制开发微型飞行器。其中,日本的爱普生公司研制的一种据称世界最小的旋翼式飞行器,高8.5cm、质量12.3g,以超声波马达为动力,装有两列微型桨叶,飞行时可向各个方向旋转,采用质心位移控制技术,能够垂直起降和长时间悬停。

日本的爱普生公司研制的世界最小的无人驾驶直升机美国加州理工学院研制的“微蝙蝠”电动扑翼飞行器美国加州理工学院研制的“微蝙蝠”是一种仿生型电动扑翼飞行器,质量11.5g,最大翼展20.32cm,将举升、悬停和推进功能集成于一体,可以用很小的能量进行长距离飞行。机体骨架和机翼采用新型超强复合材料,模仿蝙蝠的翅膀动作,以锂电池为动力,通过传动机构将微电机的转动转变为机翼的扑动。该飞行器可携带一台微型摄像机或音响传感器,具有接收遥控指令和实时传输信息的功能。