为什么飞机的翅膀不能像小鸟一样,动来动去?

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为什么飞机的翅膀不能像小鸟一样,动来动去?

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  • 苏和他的朋友们
    苏和他的朋友们
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    翅膀动来动去的飞机是有的,或者说是有过的。这种飞机叫扑翼机,是指机翼能像鸟和昆虫翅膀那样上下扑动的重于空气的航空器,又称振翼机。扑动的机翼不仅产生升力,还产生向前的推动力。其实这种飞行器我们现在还能看到,小朋友玩的玩具飞机里就有这样的,翅膀扑棱棱的挥动,玩具飞机就能飞出去。

    其实这种飞行方式也是人类最早寄希望实现的飞行方式,毕竟有鸟儿可以模仿。中国春秋时期就有人试图制造能飞的木鸟,西汉时期,曾经有人用大鸟的羽毛制做了两个特大翅膀,然后这人搧动着翅膀从高楼飞下,但只飞了几百步远。15世纪意大利的达·芬奇也绘制过扑翼机的草图。

    但扑翼机最终没能成为人类飞行的主流,原因就很多了。如果靠人类自己挥动翅膀显然首先就是不现实的,因为人类机体结构的特性,心脏和呼吸器官无法承受长时间的距离活动;而鸟类在长期的进化活动中已形成了适于飞行的机体构造以及骨骼、肌肉等。科学家们还计算出,人类的力量不足以驱动人造翅膀起飞,哪怕是几秒钟。

    仿生扑翼机呢?也面临诸多难题。比如昆虫和鸟类的翅膀不像飞机机翼一样具有标准的流线型,而是类似的平面薄体结构,翅膀拍动过程中伴随着快速且多样性的运动,形状也会发生变化,进而会产生很多局部不稳定气流,这种非定常的空气动力学效应很复杂,迄今为止人类的飞行控制系统还无法应对。专家就曾经说过:“扑翼机设计中最困难得就是机翼。他的运动规律目前还没有气动力学方面的理论指导,一切都要靠实践和试验,慢慢来摸索”。


    而想制造出可用的仿生翼也是个难题,扑翼飞行的仿生翼必须轻而坚固,能够在高频振动下不会断裂,还要能够提供足够的升力和推进力等。因此,翼的结构和形状设计、传动机构设计、材料的选择以及与制造有关的工艺问题都是拦路虎。

    总的来说,现代扑翼机需要解决的主要问题包括气动效率低、动力及机构要求高、材料要求高、有效载荷小等等。

    当然咯,随着技术的进步,小型的扑翼机已经开始出现了。比如说前面提到的儿童玩具,再比如说有的小型无人机也被设计成扑翼机,可以用在一些有特殊要求的任务中,例如城市反恐中的狭小空间侦查。

    2017-11-12 14:39:05 0条评论