
改善世界上最微小的無人機的設計可能始於仔細研究大自然最小,最有效的傳單之一,即蜂鳥。
在一項新的研究中,斯坦福大學生物啟發的研究與設計(Bird)實驗室的研究人員將12種不同種類的蜂鳥的飛行與A的飛行與黑色大黃蜂納米,世界上最小的無人機之一。儘管麻雀大小的監視無人機的飛行效率極高,但它仍然無法與經過測試的蜂鳥物種相匹配,安娜卡林,調查結果表明。
斯坦福大學機械工程助理教授David Lenentink說:“蜂鳥是一隻非常出色的鳥。這是唯一懸停的鳥。它具有太多的力量。” [圖片:美麗的蜂鳥這是給出的
花哨的飛行
為了找出蜂鳥的真正強大程度,Lenentink和他的團隊採用了標準的機械方法。該方法測量了確定有翼動物的飛行效率的不同機制。該工具被稱為準穩態模型,由兩個小型電動機組成,它們在空心軸上旋轉了蜂鳥的翅膀。
使用此工具,研究人員測量了由蜂鳥翅膀以不同的速度和角度產生的升力(反對鳥翅膀移動的力)和扭矩(導致機翼旋轉的力)。 [觀看蜂鳥以慢動作飛行 - 視頻這是給出的
然後,研究人員計算了每種鳥翅膀產生了多少,以及蜂鳥在空中懸停的功率。然後,他們將這些計算與黑大黃蜂轉子葉片產生的阻力量以及無人機懸停所需的功率進行了比較。
Lenentink和他的團隊發現,普通的蜂鳥的表現與小型無人機相似,但是一個人的翅膀蜂鳥,,,,安娜卡林,比無人機的轉子葉片高22%。這只非凡的鳥比工程刀片產生的升力和阻力更少,從而使其在懸停在空中更有效。
那是什麼使安娜卡林如此有效的傳單?小彎曲說,這與鳥翅膀的細長性有關。他說,與最苗條的翅膀的蜂鳥也是最有效的傳單,這並非偶然。
Lentink說:“例如,如果您考慮一架帆飛機,它們的翅膀是有原因的 - 它們可以滑行。
先前的研究已經質疑機翼態度比率基本上是機翼細長,對飛行效率確實很重要,但寬已努南克說,他的新研究證明了翼的細長確實很重要,並保證了更仔細的研究。
大自然母親的設計
Lenentink並不為自然仍然可以建立最佳翅膀而感到遺憾。實際上,他說,這項新研究實際上是慶祝的原因,尤其是在建造這些小型無人機的工程師中。
“我們有建造一個機翼的技術像蜂鳥翼一樣高效,“彎腰告訴現場科學。”我們一直認為這是遙不可及的。現在,事實證明,如果您將最佳的微螺旋桿型的設計設計,它可以等效於普通的蜂鳥。仍然有改進的餘地,但我們很接近,這是值得注意的。 ”
斯坦福大學的研究闡明了工程師如何提高飛行效率小型無人機。 Lenentink說,工程師可能還可以完成其他改進,除了仔細研究無人機轉子葉片的細長性。
Lenentink說:“蜂鳥非常擅長在湍流的灰塵中飛行,而這些微小的直升機非常貧窮。” “蜂鳥也有一個先進的視覺系統。它們可以飛過樹木,混亂。它們非常可操作。”
Lenentink和他的團隊仍在研究使蜂鳥如此熟練執行這些艱難的動作的確切機制。他們未來的研究可能只會幫助工程師進一步改善小型無人機的設計。
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