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带有羽翼和尾巴的无人机研发,采用禽类敏捷飞行的原理

2020年11月24日 11:26 次阅读

洛桑联邦理工学院(EPFL)工程师开发了一种带有羽翼和尾巴的无人机,从而使其飞行敏捷性前所未有的。

北方苍鹰是一种快速而强大的猛禽,可以毫不费力地飞越森林。这只鹰是DarioFloreano教授领导的EPFL智能系统实验室科学开发的下一代无人机的设计灵感。他们仔细研究了鹰的翅膀和尾巴的形状及其飞行行为,并利用这些信息开发了具有类似特征的无人机。

“苍鹰联动翅膀和尾巴以执行所需的动作,无论是在森林中狩猎时迅速改变方向,在开阔地带追赶猎物时快速飞行,并且有效滑行以节省能源”,EnricoAjanic和Floreano是实验室的第一位作者和博士生。Floreano说:“我们的设计提取了禽类敏捷飞行的原理,以创造出一种可以近似于猛禽飞行性能的无人机,而且还测试了生物假设,即尾巴在实现更快的转弯,减速甚至缓慢飞行中起着重要的作用。”

带有羽翼和尾巴的无人机研发,采用禽类敏捷飞行的原理

翼特写的猛禽启发的无人机

工程师早在2016年就已经设计了带有变形机翼的鸟形无人机。由于其人造羽毛,以及他们的新模型可以调整机翼和尾巴的形状。“设计和构建这些机制相当复杂,但是我们能够改进机翼,使其表现得更像苍鹰。”Ajanic说。“现在,无人机包括与机翼协同变形的羽毛状尾巴,它可提供无与伦比的敏捷性。”无人驾驶飞机改变其机翼和尾巴的形状,更快地改变方向,缓慢飞行而不会掉落到地面,并降低快速飞行时的空气阻力。它使用螺旋桨来向前推力而不是拍打机翼,因为它效率更高,并使新的机翼和尾翼系统适用于其他有翼无人机和飞机。

与四旋翼设计相比,翼无人机的优势在于,相同重量的飞行时间更长。但是,四旋翼飞机往往具有更大的灵活性,因为它们可以悬停在原处并急转弯。“我们刚刚开发的无人机在中间。它可以飞行很长时间,但几乎与四旋翼飞行器一样敏捷。”这些功能的组合对于在森林或建筑物之间的城市中飞行特别有用。

由于可能存在大量的机翼和尾翼配置,驾驶这种新型无人机并不容易。为了充分利用无人机的飞行能力,Floreano的团队计划将人工智能集成到无人机的飞行系统中,从而可以半自动飞行。

责任编辑:gt

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