载人扑翼飞行器研制的可行性报告
2024年扑翼机市场需求分析

2024年扑翼机市场需求分析引言扑翼机,又称作微型无人机、蜻蜓机器人等,是一种类似昆虫扇动翅膀的机器人飞行器。
随着科技的快速发展,扑翼机作为新兴的无人机领域,受到了越来越多的关注。
本文将对扑翼机市场的需求进行分析,探讨其潜在的市场机会。
市场规模近年来,扑翼机市场呈现出快速增长的趋势。
根据市场研究机构的数据分析,2019年全球扑翼机市场规模约为1000万美元,预计到2025年将达到10亿美元。
这一规模的增长主要得益于扑翼机领域的迅速创新和应用拓展。
市场驱动因素1. 农业应用需求扑翼机在农业领域有广泛的应用前景。
它可以搭载各种传感器,实现对农田的巡查、病虫害检测等任务。
与传统的喷洒机相比,扑翼机可以更精确地施药,减少农药的使用量,提高农田的产量和质量,因此备受农民的青睐。
2. 窄巷道巡检需求扑翼机由于其小巧灵活的特点,非常适合于窄巷道等狭小环境的巡检任务。
在城市的下水道、通风管道等狭小空间中,无人扑翼机可以实现高效快速的巡检和维修工作,减少人力投入,提高工作效率。
3. 环保意识的增强随着全球环保意识的提高,传统的燃油动力飞行器越来越受到质疑。
扑翼机作为一种环保型无人机,其使用电力驱动且减少排放,符合现代社会对绿色出行的要求。
因此,扑翼机在环境保护领域有良好的市场发展前景。
市场挑战1. 技术瓶颈目前,扑翼机的技术仍然存在一些瓶颈,如续航能力不足、稳定性差等。
这些技术挑战限制了扑翼机的发展。
未来,需要进一步突破这些技术问题,提高扑翼机的性能和可靠性,以满足市场的需求。
2. 法律法规限制无人机领域的飞行安全和隐私问题备受关注,各国纷纷出台相关法律法规限制无人机的使用。
扑翼机作为一种新兴的无人机产品,同样受到了法律法规的限制。
市场发展受到了一定程度的影响。
市场前景尽管面临一定的挑战,但扑翼机市场的前景依然广阔。
随着技术的进步和市场需求的不断增长,扑翼机将在农业、巡检、环保等领域实现更广泛的应用。
同时,在规避法律法规限制的前提下,扑翼机市场有望继续蓬勃发展。
2024年扑翼机市场发展现状

2024年扑翼机市场发展现状介绍扑翼机是一种模仿鸟类翅膀振动方式的飞行器,通过模拟鸟类扑翼运动来产生升力并实现飞行。
随着科技的不断进步,扑翼机市场正逐步发展壮大。
本文将就扑翼机市场的现状展开讨论。
历史回顾扑翼机的概念最早可以追溯到古代,但直到20世纪末,扑翼机的研发才开始进入实际阶段。
最初,扑翼机主要用于军事应用,包括侦察、侦查和无人机战术。
然而,随着对扑翼机技术的深入研究和改进,扑翼机的市场应用范围不断扩大。
市场应用领域军事应用扑翼机在军事应用方面具有广阔的前景。
它们可以用于搜救、侦察、侦查和目标打击等任务。
扑翼机的机动性和隐形能力非常适合执行军事任务,可以大大提升战场作战效率。
民用应用扑翼机的民用应用领域也在不断拓展。
例如,它们可以用于环境监测,如灾害现场的空气质量检测和水污染监测。
此外,扑翼机还可以用于电力线巡视和农业作业,如喷洒农药和施肥等。
这些应用领域的发展有助于提高环境监测和农业生产的效率和准确性。
科研探索扑翼机作为一种机械模仿生物运动的机器人,也受到科研人员的广泛关注。
通过模仿鸟类的扑翼动作,研究人员可以更好地理解鸟类的飞行原理,并从中获得灵感,改进现有的飞行器设计。
此外,扑翼机还可以应用于生物学、生物医学和智能机器人技术的研究领域。
技术挑战与发展趋势技术挑战扑翼机市场发展面临一些技术挑战。
首先,扑翼机的稳定性和控制性仍然是一个难题。
由于扑翼运动的复杂性,扑翼机的飞行姿态和飞行速度控制相对困难。
其次,扑翼机的能源供应也是一个挑战。
目前,扑翼机多使用电池供电,但电池的功率密度相对较低,限制了扑翼机续航能力的提升。
发展趋势尽管面临技术挑战,扑翼机市场依然充满潜力。
随着科技的不断进步,扑翼机的稳定性和控制性将逐步提升。
此外,新的能源技术的发展也将改善扑翼机的续航能力。
更重要的是,人们对扑翼机市场的需求也在不断增加,推动了扑翼机技术的发展。
结论扑翼机市场的发展潜力巨大,涵盖了军事应用、民用应用和科研探索等多个领域。
扑翼飞行器文献阅读

一、课题背景现在和未来的飞行机器人设计方向是期望机器人是小巧的、手提的、可随身携带的,像昆虫一样超低空飞行,能够灵活地完成侦查和搜索任务。
随着空气动力学和MEMS 制作等技术的发展,飞行器的小型化、微型化的研究越来越引起重视,微型飞行器(MAV)的出现正是这些研究的产物。
MAV一般是指翼展长度在15cm左右,重量在几十克至上百克,有效载荷20g,航速64~80km/h,留空时间20~60min,航程数10km;它应有实时成像、导航及通讯能力,可用手、弹药或飞机部署。
由于微型化的飞行器在众多领域有不可估量的应用潜力,因此世界许多发达国家已经将MAV技术列为研究的重点。
1992年,美国兰德公司(RAND)提交DARPA的一份关于未来军事技术的研究报告首次提出了MAV的概念。
该报告认为,携有微小传感器、尺寸极小的侦察飞行器的设想可以实现的,发展尺度位于昆虫量级的微型飞行系统对美国在未来保持军事领先具有重要意义,MAV将会改变未来的战争模式。
此后,麻省理工学院(MIT)的林肯实验室(Lincoln Laboratory)和美国海军研究实验室(NRL)对MAV技术上的可行性进行了更为深入的评估,得出了与兰德公司一致的结论。
微型飞行器的概念唤起了巨大的研究热情,得到世界上许多国家的广泛关注,如澳大利亚、德国、日本、俄罗斯、印度、以色列等,他们继美国之后纷纷成立专门研究机构、投入研究经费。
二、MAV飞行方式的选择MAV通过机翼与周围空气的相互作用产生克服自身重力的升力,从而实现空中飞行之目的。
目前MAV根据其翼型运动方式的不同可分为3类,分别为固定翼、旋翼和扑翼。
固定翼MAV在空气动力学方面面临着不少技术问题。
由于尺寸限制,固定翼通常采用小展旋比机翼布局,升阻比较小,升力面积也比较小,而且MAV飞行的速度也比较小(人约lOm/s左右),所以很难提供足够的升力。
由于尺寸小和航速低,MAV的流场雷诺数比常规的飞行器小得多,传统的空气动力学理论已经不再适用。
人类飞行器技术突破2024年全球范围内推广个人飞行器

电动推进系统
采用高性能电动推进系统,提供持续 、稳定的推力,满足个人飞行器的动 力需求。
能量回收系统
设计能量回收系统,将飞行过程中产 生的废热、废气等能量回收利用,提 高整体能源利用效率。
燃料电池技术
探索应用燃料电池技术,提高能量密 度和续航能力,同时降低对环境的影 响。
智能化导航与控制技术实现
自主导航系统
旋翼飞行器
包括直升机和多旋翼飞行 器,具有垂直起降、悬停 、低空飞行等能力,适用 于复杂环境和任务。
扑翼飞行器
模仿鸟类或昆虫飞行方式 ,具有高效、灵活、隐蔽 等优点,但技术难度较大 ,仍处于研究阶段。
新型飞行器技术研究进展
电动飞行器
采用电力驱动,具有环保、低 噪音、易维护等优点,是未来
飞行器发展的重要方向。
企业需要深入挖掘市场需求和消费者 需求,了解消费者的出行习惯、使用 场景和购买意愿等信息,以便更好地 满足市场需求并推出符合消费者需求 的产品。同时,还需要加强市场宣传 和推广力度,提高消费者对个人飞行 器的认知度和接受度。
07
结论与展望
研究成果总结
1 2 3
飞行器技术不断创新
近年来,人类飞行器技术在动力、材料、控制等 方面取得了显著进展,为个人飞行器的研发和推 广奠定了基础。
为适应个人飞行器的快速发展,各国政府 将逐步完善相关法规和政策,确保其合法 、安全、有序地运行。
多元化应用场景拓展
加强国际合作与交流
随着个人飞行器的普及,其在旅游观光、 应急救援、城市交通等领域的应用将逐渐 拓展,为人们的生活带来更多便利。
为推动全球个人飞行器产业的健康发展,各 国应加强国际合作与交流,共同分享经验、 技术和市场资源。
人类飞行器技术突破2024年 全球范围内推广个人飞行器
2023年扑翼机行业市场调查报告

2023年扑翼机行业市场调查报告扑翼机是一种以类似鸟类扑翼的运动机制进行飞行的机器人。
近年来,扑翼机行业迅速发展,市场需求潜力巨大。
本市场调查报告将对扑翼机行业的发展情况、市场规模、竞争格局、发展趋势以及影响因素等进行综合分析,为投资者提供参考。
一、市场背景随着人类对飞行技术的探索和技术的不断进步,扑翼机作为一种全新的飞行形式,具有较大的市场潜力。
扑翼机适用于农业喷洒、环境监测、应急救援、科学研究等领域,特别适用于复杂地形条件下的搜救任务。
二、市场规模根据行业数据,扑翼机市场规模不断扩大。
2019年全球扑翼机市场规模约为10亿元人民币,预计到2025年将达到100亿元人民币,年均增长率约为40%。
市场规模呈逐年增长趋势,具有较高的投资价值。
三、竞争格局目前扑翼机市场竞争格局较为混乱,主要参与者有国内外的科技企业和创业公司。
国内企业主要有某航空技术公司、某科技集团公司等,国外企业主要有某航空公司、某科技公司等。
由于技术门槛相对较高,市场上的知名品牌相对较少。
市场上主要的竞争优势在于产品的飞行稳定性、携带能力以及续航时间等方面。
四、发展趋势未来扑翼机行业发展趋势主要有以下几点:1. 技术升级:随着科技不断进步,扑翼机的飞行稳定性、携带能力以及续航时间将进一步提高,能够实现更多复杂任务。
2. 应用广泛化:扑翼机的应用领域将迅速扩大,不仅仅局限于农业喷洒、环境监测等领域,还可以应用于农田灌溉、航空摄影等领域。
3. 高效节能:扑翼机具有低耗能、低排放的特点,具有较大市场潜力。
4. 创新发展:扑翼机行业需要不断创新,研发更加高效、安全的产品,以满足市场需求。
五、影响因素扑翼机行业的发展受到多个因素的影响,主要有技术发展水平、市场需求、政策支持以及国内外竞争等。
其中,技术发展水平是行业发展的关键因素,技术的不断升级将推动行业的进一步发展。
六、总结扑翼机行业作为一种全新的飞行形式,具有较大的市场潜力。
随着技术的不断创新和市场需求的扩大,扑翼机行业将迎来更好的发展机遇。
《小型扑翼飞行器的结构设计及仿真分析》

《小型扑翼飞行器的结构设计及仿真分析》一、引言随着科技的不断发展,扑翼飞行器因其高效、灵活的飞行特点,在军事侦察、环境监测、生物仿生学等领域中受到了广泛的关注。
本文旨在探讨小型扑翼飞行器的结构设计及其仿真分析,为扑翼飞行器的设计与研发提供理论依据。
二、小型扑翼飞行器的结构设计(一)基本框架设计小型扑翼飞行器的结构主要由以下几个部分组成:框架、动力系统、驱动系统、飞行控制系统和扑翼机构。
其中,框架是整个飞行器的基础,负责支撑和固定其他部件。
(二)扑翼机构设计扑翼机构是扑翼飞行器的核心部分,其设计直接影响到飞行器的飞行性能。
扑翼机构主要包括翼片、连杆、驱动装置等。
翼片的设计要考虑到空气动力学特性,以提高飞行器的升力和稳定性。
连杆和驱动装置的设计要保证翼片的运动轨迹和速度,以实现高效的能量转换。
(三)动力系统与驱动系统设计动力系统通常采用电动或燃油发动机,为飞行器提供动力。
驱动系统则负责控制扑翼机构的运动,通常采用舵机或电机等。
在设计中,要考虑到动力系统的功率、重量、体积等因素,以及驱动系统的控制精度和可靠性。
(四)飞行控制系统设计飞行控制系统是扑翼飞行器的重要组成部分,负责控制飞行器的姿态和轨迹。
通常采用微处理器和传感器等设备实现控制。
在设计中,要考虑到控制系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力等因素。
三、仿真分析(一)仿真模型的建立利用计算机仿真软件,建立小型扑翼飞行器的三维模型。
模型要尽可能地反映真实情况,包括各部件的尺寸、重量、材料等参数。
(二)仿真实验过程在仿真软件中,对模型进行动力学分析和运动学分析。
通过改变模型的参数,如翼片形状、连杆长度、驱动速度等,观察飞行器的飞行性能变化。
同时,还可以通过仿真实验分析飞行控制系统的控制效果和稳定性。
(三)仿真结果分析根据仿真实验的结果,分析各参数对飞行器性能的影响。
通过对比不同设计方案的仿真结果,选择最优的设计方案。
同时,还要对飞行控制系统的控制效果和稳定性进行分析,以提高飞行器的整体性能。
仿生扑翼飞行器的研究现状及关键技术

1. 引言自古以来,人们就梦想着在天空自由翱翔,对鸟在滑翔状态下的研究使人类乘着飞机上了天。
但在一般情况下,昆虫和鸟类翅膀具有很大的机动灵活性,生物超强的飞行能力也引起了人们的极大兴趣,如昆虫利用其薄如蝉翼的翅膀高频振动,能够实现前飞、倒飞、侧飞及倒着降落等特技飞行。
对生物生理结构和飞行机理的研究为仿制出具有更大飞行灵活性的新型扑翼飞行器打下坚实基础。
随着对生物飞行机理的认识和微电子机械技术(MEMS)、空气动力学和新型材料等的快速发展,仿生扑翼飞行器在目前已成为一个新的研究热点。
由于其在军事和民用上均具有广泛的应用前景,许多国家都已在这方面进行了研究,如美国加州大学伯克利分校、日本东京大学等都已经在这个领域进行了深入的研究探索工作,国内的科学家们也开始了这方面的基础和应用研究工作。
本文主要介绍了仿生扑翼飞行器的特点和关键技术,以及其在国内外的研究现状,并进行了对比分析思考,提出了相应的见解。
1. 仿生扑翼飞行器的特点仿生扑翼飞行器是一种模仿鸟类和昆虫飞行,基于仿生学原理设计制造的新型飞行机器。
该类飞行器若研制成功,那么与固定翼和旋翼飞行相比,它便具有独特的优点:如原地或小场地起飞,极好的飞行机动性和空中悬停性能以及飞行费用低廉,仿生扑翼飞行器的研究现状及关键技术o 周骥平 武立新 朱兴龙扬州大学机械工程学院[摘 要] 本文简要介绍了仿生扑翼飞行器的概念、特点及其应用,概述了仿生扑翼飞行器在国内外早期和当前的研究现状及未来的发展趋势。
在此基础上,就目前研究中迫切需要解决的一些关键技术进行了讨论,并结合目前研究情况,对我国仿生扑翼飞行器的未来发展前景进行了展望。
[关键词] 仿生;扑翼飞行器;微型飞行器;关键技术[Abstract] The concept, characteristics and usage of flapping-wing air vehicle (FAV) are brieflyintroduced. The present research situation and future development trend of FAV are summarized.According to these, several key technologies of FAV are discussed. Taking into account the presentsituation , the future on the research of FAV in China is outlined.[Keywords] Bionics; Flapping-wing air vehicle; Micro air vehicle; Key technology[作者简介]周骥平(1960-),男,扬州大学机械工程学院院长,博士,教授,研究领域: 机电一体化,机械设计理论与方法等.*基金项目:江苏省高校自然科学基金项目资助(02KJD460010)综述2004.6它将举升、悬停和推进功能集于一扑翼系统,可以用很小的能量进行长距离飞行,因此更适合在长时间无能源补充及远距离条件下执行任务。
扑翼飞行器发展概述

扑翼飞行器发展概述摘要:扑翼飞行器历史悠久,但早期受限于科学技术水平,扑翼飞行器的发展并不顺利;但是近年来,随着MEMS技术、空气动力学和新型材料等的发展,使如今扑翼飞行器的小型化、微型化成为可能。
本文简要介绍了扑翼飞行器的发展史以及新的发展趋向。
关键词:扑翼微型 MEMS扑翼飞行器(英文学名:ornithopter),是指像鸟—样通过机翼主动运动产生升力和前行力的飞行器,又称振翼机。
1.扑翼飞行器发展史达·芬奇在1485年设计了一架靠人力驱动的扑翼机,虽然这架扑翼机是无法飞行的,但它在驱动机构方面显示出很高的工程技巧。
由于受到工业发展水平的影响,早期的扑翼飞行器都是以人力驱动为主,如1902年的专利申请FR318525A中的一种人力扑翼飞行器,是通过一种类似自行车的机构结合扑翼构成的。
20 世纪初,俄罗斯科学家和设计师们在扑翼飞行器领域内取得了重大突破,但鉴于当时的科学以及工业水平,他们制造的扑翼飞行器也并非是理想的飞行器。
总结了失败的经验,科学家们重新进行计算设计,并通过试飞实践和所积累的理论资料,科学家们看到了许多问题,如:机翼煽动时的频率不够,并不足以产生理想的升力和推力。
重要的是,人们也逐渐意识到了仅靠人体自身肌肉的力量来驱动的扑翼飞行器是无法实现持续飞行的。
加拿大多伦多大学的DeLaurier致力于载人扑翼机的研制。
他和合作伙伴Harris在1991年制出一架自由飞模型,成功试飞并验证了全尺寸扑翼机所需要的一些技术。
1999,全尺寸载人样机进行了地面滑跑试验,试验中可以滑跑、加速、抬头并短暂离开地面,但没能实现起飞和爬升。
2.扑翼飞行器发展新趋势近年来,随着MEMS(微型机电系统)技术的迅速发展,微型飞行器成为了一个新兴的研究方向。
早在1982年,美国加洲大学伯克利分校就开始进行微型扑翼飞行的运动机理和空气动力学的实验研究,并在十几年研究的基础上于1998年开始实行微型扑翼飞行昆虫(MFI)的研究计划,目的是模拟苍蝇的独特飞行性能,设计出一种能够独立自主操纵的微飞行机器。
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载人扑翼飞行器研制的可行性报告摘要:北京二环到五环频频全线拥堵,上海高峰时段驾车出行举步维艰,深圳交通遭遇黑色周一,道路堵塞已成常态,十五个大城市每日因拥堵蒙受损失十几亿元,拥堵已成为各大城市的流行病,2010年中秋前夜的一场秋雨,北京上海各地出现创纪录大堵车,北京一地160条道路堵塞,济南,成都,长沙也显拥堵现象,交通拥堵已向二三线城市蔓延。
随着中国经济社会的高速发展,人民生活水平的快速提高,机动车保有量以及增长速度屡创新高。
据调查,现在每增加100万辆车,北京需要增加的公路里程数至少应该达到2800公里,这一数字相当于三环以内已经有的公路网络的容量,因此,很难在道路上面再去拓展,再去增加。
各种治堵方案层出不穷,但至目前为止,作用有限,效果不尽人意。
故而,对于人们日常出行,如果思考角度从地面二维空间向低空三维空间转变,鉴于三维空间的无限性,通过一种合适的方式和手段,必能解决现有的各种出项困局。
扑翼飞行器是人类最古老的梦想之一,就是能够肩插双翅像鸟一样在天空自由飞翔。
与传统的固定翼和旋翼飞行器相比,扑翼飞行器的主要特点是,将升力、悬停、推进、控制功能全面集成于扑翼系统中,可以用很少的能量进行远距离飞行,同时具有高效率、高机动性、低噪音、无须专用起飞着陆场地等。
载人的大致上可以分为两类:一类是手动的,就是动力来源于手臂扑扇;一类是引擎作为动力来源的。
在1894年左右,一个叫做奥多Otto Lilienthal的家伙在德国变得非常出名,主要是他几次公开的滑翔飞行,而且都成功了。
同时这位老兄也对扑翼飞机进行了数次的实验。
最后他还建造了这样的一架飞行器,可惜这位老兄走的太早,这项工程就没有完成。
最近的(意思就是中间的我就不搞文字工作了)在2010.8.2号,多伦多航空学院的一个哥们叫做todd reichert,试飞了一架人力的扑翼飞机,这飞机有个好名字叫做雪鸟。
这架翼展达32M重约92.59磅的大家伙使用碳纤维、玻萨轻木、泡沫制作而成的;这个飞机可以飞15.91英里每小时。
2,空气动力学原理如果你想深入的了解扑翼飞机,编者的建议是去英文网页搜索,那里有很多注释。
其中之一:17、T.J. Mueller and J.D. DeLaurier, "An Overview of Micro Air Vehicle Aerodynamics", Fixed and Flapping Wing Aerodynamics for Micro Air Vehicle Applications, Paul Zarchan, Editor-in-Chief, Volume 195, AIAA, 20013 “破茧”柔性翼两栖飞行器 2008年10月13日11:59 新浪航空设计引言“破茧”柔性翼两栖飞行器是一款仿生折叠翼的小型扑翼机,适用于低空的中低速飞行,可用于的休闲观光,环境监测,航拍、航模等不同的领域。
扑翼飞行器是人类最古老的梦想之一,就是能够肩插双翅像鸟一样在天空自由飞翔。
与传统的固定翼和旋翼飞行器相比,扑翼飞行器的主要特点是,将升力、悬停、推进、控制功能全面集成于扑翼系统中,可以用很少的能量进行远距离飞行,同时具有高效率、高机动性、低噪音、无须专用起飞着陆场地等。
同时,科学家对众多的扑翼飞行的生物研究中发现,蝙蝠在飞行过程中翼的扇动与翼的柔韧性及弹性配合得天衣无缝,堪称是世界上最离奇、最完美的运动。
蝙蝠在飞行过程中身体旋转180度所需距离只有其翼展长度的一半。
同时,与其它动物相比,蝙蝠翼展面积之大还有效保证了它在飞行过程中只需消耗极少的能量就能够产生理想的上升力。
尽管其它鸟类和昆虫在飞行过程中都会有翅膀的翻转和折叠现象,但与之相比蝙蝠在飞行过程中翼的活动控制更为自如。
“破茧”柔性翼两栖飞行器正是基于蝙蝠飞行原理的小型两栖扑翼机。
设计创新点:1.仿生造型:仿生翼龙和蝙蝠的翅膀构造,且折叠机翼瞬间打开时如同飞蛾破茧而出,一飞冲天,这也是名字的由来。
流线型的造型有较好的空气动力学性能,具有速度感。
2.轻质材料:弹性的钛合金骨架蒙以太阳能聚合物透明薄膜构成的机翼,如同昆虫的翅膀一般轻盈柔韧。
随着科学界对复合结构、轻盈智能型材料、能量生产和储存等领域的研究,机翼材料可以由超薄太阳能电池组成的“皮肤”代替。
3.节能环保:扑翼飞行,消耗能量少,机动性高;使用氢氧燃料电池,绿色能源,减少对环境的污染。
4.折叠机翼:充分地折叠机翼,减少了陆地行驶时的阻力,节约了更加便捷,更好地实现两栖。
5.垂直/短距起降:无须专用起降场地,在起飞着陆场地有限的情况下可扑翼垂直起降。
4从生物(例如飞行的昆虫或鸟类)飞行上得到灵感,研究者正在试图设计一种扑翼小型飞行器——微型空中车辆(MAVs)[1],以实现一些新的飞行性能。
发展这种飞行器最重要的一步是理解鸟类和昆虫扑翼的空气动力学特性。
在这则新闻中,我们给出了蜂雀扑翼的空气动力学实验和数值模拟,数值模拟是由H.T.Oh和H.C.Choi[2]用ADINA FSI完成的。
针对甲虫飞行也做过类似的分析[3]。
图1和下边的动画显示的是研究用的实验装置。
扑翼模型是用压克力材料做的,其大小接近蜂雀翅膀的尺寸。
实验过程中扑翼模型经历平移和旋转,类似蜂雀翅膀在飞行中的状态。
扑翼所受到的提升和拖曳力是靠力传感器测量的。
由于测量空气的作用力比较困难,实验是在水中进行的。
图1实验为了研究扑翼运动过程中,结构和周围的流场情况,用ADINA FSI建立了扑翼的二维模型和周围的流场模型。
流动认为是不可压缩的。
因为扑翼在流场中有大幅度的运动,所以要用到ADINA FSI中的自适应动网格功能。
开头的动画显示的是扑翼运动过程中流场速度和压力云图。
图2显示的是数值模拟和实验测量得到的提升力和拖曳力的对比。
数值模拟的结果和实验测量结果非常吻合。
提升力拖曳力图2 二维FSI模型和三维实验结果提升和拖曳系数的对比图3显示的是扑翼运动的不同阶段,周围流场的流动情况。
可以看到扑翼运动和旋转过程中漩涡形态的变化。
图3 扑翼周围流场的流动下边的链接给出了扑翼运动过程中速度场分布和计算网格的变化情况。
Mesh(>4MB)Velocity(>2MB)ADINA Primer的第49题给出了ADINA-FSI中自适应动网格的使用方法。
这个例子演示了ADINA FSI在求解流体和结构强耦合问题时的强大的功能。
更多的信息可以参考流固耦合功能。
参考文献1. Wikipedia article on MAV. For a device in action, see this Youtube video.2. Private Communication3. T.Q. Le, D. Byun, Y.H. Yoo, J.H. Ko and H.C. Park, Experimental and Numerical Investigation of Beetle Flight, Proc. 2008 IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics, 21-26 Feb. 2009, pp. 234-239关键词扑翼,微型空中车辆,MAV,流固耦合,FSI,空气动力学,生物,机器人,自适应动网格Courtesy of H.T. Oh (Korea University) and H.C. Choi (KIST)52、大型和中型载人扑翼飞行:由于具有高效率、高机动性、低噪音、无须专用起飞着陆场地等特点,可研制的产品有。
A:背负式个人扑翼飞行器:民用:航空体育运动。
取代滑翔伞和动力伞的大部分用途。
军用:使得单兵具有蝙蝠侠能力,克服了动力伞的许多缺点。
该机型综合了机降与伞降的优点,也许空军将会出现一个全新的兵种。
B:水上扑翼飞行汽车:平时机翼像鸟一样收缩折叠在车顶,是水陆两用汽车。
飞行时无须专用的起飞着陆场地,在水面或地面可伸开双翼完成短距/垂直起降,是将汽车、游艇、私人飞机融为一体且具有革命性的现代化交通工具。
民用:是一种低成本、低耗费的陆海空通用交通工具,可由汽车生产线批量生产,使用普通汽车燃料,可停放于普通汽车的车位中,便于普及并提高民众的生活素质。
军用:因具有高机动性和低噪音可迅速从隐蔽场所起飞攻击武装直升机、坦克等等。
并能取代直升机将特种部队投放到敌后。
该机型已获国家发明专利。
3、人力扑翼飞行器:目前成功的人力飞行器是靠螺旋桨推进的人力固定翼飞行器。
旋翼飞行器的效率只有固定翼飞行器的1/4,因此人力旋翼飞行器无成功的先例。
扑翼飞行器的效率是固定翼飞行器的5倍,设计制造和控制合理、靠较长距离滑跑起降飞行的人力扑翼飞行器将有很大的希望。
将可能像自行车、划艇一样成为奥运会的器械运动项目。
本次展出的为大鹏二号和大鹏三号扑翼飞行器实验平台,历经十四年的业余时间构思准备,由计算机参数化三维设计及模拟分析,其主要零部件由数控加工中心制造。
大鹏二号首飞于2004年5月7日在鹏城深圳市南山区荔香公园进行。
扑翼飞行器实验平台本体的设计制造由张斗三、高永宁、程纪合作完成。
扑翼飞行器实验平台的自动控制系统及空气动力学研究与哈尔滨工业大学合作完成。
已经在第六届中国国际高新技术成果交易会的大学城馆中展出。
大鹏二号无人扑翼飞行器(有尾翼机型)大鹏二号无人有尾翼机型扑翼飞行器是水上扑翼飞行汽车(1:10)的第二版本实验平台,1994年五一期间在深圳研制(客厅中组装),首飞于2004年5月7日在鹏城深圳市南山区荔香公园进行。
该机利用业余时间经计算机参数化三维设计及模拟分析,其主要零部件由数控加工中心制造,其余大部分零部件由手工制成。
已经在第六届中国国际高新技术成果交易会的大学城馆中展出。
大鹏二号的方向控制及升降控制由全动式尾翼完成,具有较高的机动性。
一对主翼为改进的NACA6409凹凸翼型,尾翼为NACA0009对称双凸翼型。
翼展120CM,主翼的扑动包含上下和前后运动。
动力源为高速直流电机和锂离子电池。
材料为碳纤维、玻璃钢、硬质铝合金、高碳钢、不锈钢、竹、蒙布、无线电控制电路等等。
大鹏三号无人扑翼飞行器(飞翼/无尾翼机型)大鹏三号无人无尾翼机型扑翼飞行器是水上扑翼飞行汽车(1:10)的第三版本实验平台,无尾翼扑翼飞行器(飞翼)具有短机身、重量轻、效率高等优点。
自然界中大雁、天鹅、信天翁等善于远距离飞行的大型鸟类是无尾翼(尾翼基本退化)。
1994年十一期间在深圳研制(客厅中组装)。
该机利用业余时间经计算机参数化三维设计及模拟分析,其主要零部件由数控加工中心制造,其余大部分零部件由手工制成。
大鹏二号的方向控制及升降控制由全动式主翼完成,一对主翼的扭转角度可同时或分别控制。