洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)工程師開發(fā)了一種帶有羽翼和尾巴的無人機,從而使其飛行敏捷性前所未有的。
北方蒼鷹是一種快速而強大的猛禽,可以毫不費力地飛越森林。這只鷹是Dario Floreano教授領(lǐng)導(dǎo)的EPFL智能系統(tǒng)實驗室科學(xué)開發(fā)的下一代無人機的設(shè)計靈感。他們仔細(xì)研究了鷹的翅膀和尾巴的形狀及其飛行行為,并利用這些信息開發(fā)了具有類似特征的無人機。
“蒼鷹聯(lián)動翅膀和尾巴以執(zhí)行所需的動作,無論是在森林中狩獵時迅速改變方向,在開闊地帶追趕獵物時快速飛行,并且有效滑行以節(jié)省能源”,Enrico Ajanic和Floreano是實驗室的第一位作者和博士生。Floreano說:“我們的設(shè)計提取了禽類敏捷飛行的原理,以創(chuàng)造出一種可以近似于猛禽飛行性能的無人機,而且還測試了生物假設(shè),即尾巴在實現(xiàn)更快的轉(zhuǎn)彎,減速甚至緩慢飛行中起著重要的作用。 ”
翼特寫的猛禽啟發(fā)的無人機
工程師早在2016年就已經(jīng)設(shè)計了帶有變形機翼的鳥形無人機。由于其人造羽毛,以及他們的新模型可以調(diào)整機翼和尾巴的形狀?!霸O(shè)計和構(gòu)建這些機制相當(dāng)復(fù)雜,但是我們能夠改進(jìn)機翼,使其表現(xiàn)得更像蒼鷹?!?Ajanic說?!艾F(xiàn)在,無人機包括與機翼協(xié)同變形的羽毛狀尾巴,它可提供無與倫比的敏捷性。” 無人駕駛飛機改變其機翼和尾巴的形狀,更快地改變方向,緩慢飛行而不會掉落到地面,并降低快速飛行時的空氣阻力。它使用螺旋槳來向前推力而不是拍打機翼,因為它效率更高,并使新的機翼和尾翼系統(tǒng)適用于其他有翼無人機和飛機。
Enrico Ajanic和EPFL開發(fā)了以猛禽為靈感的無人機
與四旋翼設(shè)計相比,翼無人機的優(yōu)勢在于,相同重量的飛行時間更長。但是,四旋翼飛機往往具有更大的靈活性,因為它們可以懸停在原處并急轉(zhuǎn)彎。“我們剛剛開發(fā)的無人機在中間。它可以飛行很長時間,但幾乎與四旋翼飛行器一樣敏捷?!?這些功能的組合對于在森林或建筑物之間的城市中飛行特別有用。
由于可能存在大量的機翼和尾翼配置,駕駛這種新型無人機并不容易。為了充分利用無人機的飛行能力,F(xiàn)loreano的團隊計劃將人工智能集成到無人機的飛行系統(tǒng)中,從而可以半自動飛行。
受到猛禽啟發(fā)的無人機,機翼和尾翼變形
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