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北航團(tuán)隊(duì)創(chuàng)世界紀(jì)錄:撲翼式無人機(jī)單次充電飛行時間最長

發(fā)布日期:2022-10-21我要投稿我要評論
10月20日,澎湃新聞從北京航空航天大學(xué)獲悉,近日,北航前沿科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究院新概念飛行器團(tuán)隊(duì)自主研制與試驗(yàn)的雙關(guān)節(jié)大鳥型撲翼飛行器創(chuàng)造了一項(xiàng)世界紀(jì)錄:撲翼式無人機(jī)單次充電飛行時間最長——飛行器續(xù)航時間為1小時31分04秒98。
 

北航獲得的吉尼斯世界紀(jì)錄證書。本文圖片來自北航。

撲翼飛行(如鳥類般扇動翅膀飛翔)是生物的飛行方式,人類對其探索長達(dá)數(shù)千年。此前撲翼飛行器飛行時間均較短,大多只能達(dá)到半小時左右,顯著落后于常規(guī)布局的其它類型飛行器,實(shí)際應(yīng)用意義不高,因此撲翼的吉尼斯航時紀(jì)錄一直處于空缺狀態(tài)。
 
北航前沿科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究院新概念飛行器團(tuán)隊(duì)由焦宗夏教授、趙龍飛副研究員牽頭,已在撲翼領(lǐng)域深耕近10年,目標(biāo)是突破撲翼實(shí)用性分析與設(shè)計方法,爭取在撲翼飛行性能上取得本質(zhì)突破。
 
2021年10月,該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了吉尼斯挑戰(zhàn)申請。為了紀(jì)錄立項(xiàng),吉尼斯紀(jì)錄機(jī)構(gòu)對國際上現(xiàn)存人造撲翼飛行器進(jìn)行了充分調(diào)研,最終認(rèn)為如果挑戰(zhàn)者撲翼飛行器可以飛行1個小時,將對現(xiàn)存撲翼飛行器形成絕對續(xù)航優(yōu)勢,并具有較好的實(shí)際應(yīng)用前景,因此吉尼斯紀(jì)錄官方將續(xù)航1個小時作為撲翼首個航時紀(jì)錄的立項(xiàng)指標(biāo),并將紀(jì)錄名稱確定為“撲翼式無人機(jī)單次充電飛行時間最長”。
 
撲翼式無人機(jī)像鳥一樣在空中飛翔。

撲翼式無人機(jī)像鳥一樣在空中飛翔。

受到疫情、限飛政策與天氣影響,最終的撲翼飛行挑戰(zhàn)時間確定于今年7月21日。挑戰(zhàn)的全過程嚴(yán)格按照挑戰(zhàn)規(guī)則,且挑戰(zhàn)過程由多位第三方見證人和計時員出席,并多機(jī)位進(jìn)行全程視頻記錄。
 
挑戰(zhàn)中,當(dāng)撲翼飛行器成功突破1個小時的續(xù)航后,北航團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)飛行器所剩電力仍然非常充分,于是決定盡可能耗盡電池電量,探索飛行器的極限航時,最后安全降落。
 
經(jīng)吉尼斯紀(jì)錄中國代理與倫敦總部聯(lián)合審查認(rèn)證挑戰(zhàn)通過,最終飛行器續(xù)航時間被認(rèn)定為1小時31分04秒98。
 
撲翼式無人機(jī)。

撲翼式無人機(jī)。

據(jù)北航相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,近百余年間,航空技術(shù)高速發(fā)展,在具備了先進(jìn)的理論工具與高效分析手段后,研究人員逐漸發(fā)現(xiàn),即便最先進(jìn)的飛行器,在很多方面還是與自然界的鳥類、昆蟲等飛行生物相差甚遠(yuǎn)。由此,撲翼研究近年來重新成為研究熱點(diǎn)。然而撲翼飛行機(jī)理復(fù)雜,控制困難,對機(jī)械系統(tǒng)要求極高,人造撲翼欲實(shí)現(xiàn)飛行能力,困難重重。
 
北航團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)“撲翼推進(jìn)波”理論,并攻破了撲翼正向優(yōu)化設(shè)計難題。相關(guān)理論多次發(fā)表于AIAA Journal等航空航天頂刊,并對撲翼飛行器的研發(fā)起到關(guān)鍵指導(dǎo)性作用。該團(tuán)隊(duì)基于上述理論成果進(jìn)行了翼展20cm至2m的系列撲翼飛行器的樣機(jī)研制與飛行試驗(yàn)。
 
本次申請航時紀(jì)錄的雙關(guān)節(jié)大鳥型撲翼飛行器,其理論飛行效率超過大部分固定翼飛機(jī),于2021年初進(jìn)行航時初步測試,實(shí)際飛行時間達(dá)到53分鐘。經(jīng)過動力系統(tǒng)與機(jī)翼動力學(xué)進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整,北航團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了撲翼機(jī)性能的再一次躍升,達(dá)成了當(dāng)前紀(jì)錄挑戰(zhàn)的最佳狀態(tài)。
 
在撲翼飛行器研究中,該團(tuán)隊(duì)教師充分調(diào)動了學(xué)生的積極性與創(chuàng)造性。飛行器研制團(tuán)隊(duì)學(xué)生包含博士生、碩士生與本科生共12人,帶動多項(xiàng)碩博士課題,本科生的創(chuàng)造性中間成果多次獲得科技競賽獎項(xiàng)。
(本文來自澎湃新聞,更多原創(chuàng)資訊請下載“澎湃新聞”APP)
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