無人機的設(shè)計源于蝴蝶研究

在一項可能有利于無人機設(shè)計的發(fā)現(xiàn)中，亨茨維爾阿拉巴馬大學(xué)（U AH）的一名博士生的獲獎研究表明，君主蝴蝶起伏的飛行路徑實際上比直線路徑更節(jié)能。

馬德胡·斯里達爾的論文贏得了2019年AIAA大氣飛行力學(xué)研究生論文比賽，并在最近于佛羅里達州奧蘭多舉行的2020年AIAASci技術(shù)論壇上獲獎。 亞洲航空航天學(xué)會科學(xué)技術(shù)論壇是最大的年度航空航天會議，重點是航空航天界的研究和技術(shù)成果。 2020年AIAASci技術(shù)論壇包括2500多次技術(shù)專題介紹，5000多人參加。

sridhar在UAH的自動跟蹤光學(xué)測量（ATOM）實驗室中對帝王蝴蝶的功耗進行了建模和分析，該實驗室由機械和航空航天工程系副教授康昌光博士和機械和航空航天工程系副教授兼副董事長Brian Landrum博士組成。 這項研究得到了國家科學(xué)基金會的資助。

發(fā)現(xiàn)一個起伏的飛行軌跡消耗較少的能量，可以有價值的生物啟發(fā)設(shè)計遠程機器人微型無人機。

“我們研究的一個基本目標是開發(fā)一種無人機，它可以像遷徙的君主一樣長時間飛行?！?“帝王蝴蝶的一年一度遷徙是昆蟲中最長的。 它可以有三千公里長！ 即使是最先進的無人機也不能顯示這些長距離。

來自印度班加羅爾的Sridhar說，研究人員在研究中使用了簡化的分析蝴蝶模型，重點是機翼空氣動力學(xué)和身體動力學(xué)之間的動態(tài)相互作用。

他說：“本文表明，該模型與實驗數(shù)據(jù)相當吻合?！?“我們在ATOM實驗室使用運動跟蹤攝像機記錄了一系列飛行軌跡和自由飛行的帝王蝴蝶的翅膀和身體運動?！?/p>

他說：“這項研究表明，沿著顛簸的軌跡協(xié)調(diào)的機翼和身體運動需要較低的功率才能在君主尺度上拍打翅膀?！?“對于較小的昆蟲來說，這種能量效益會降低，這可能就是它們以直線飛行的原因。”

蝴蝶是否利用生物預(yù)定的飛行模式或簡單的隨機波動是未來研究的許多問題之一。 斯里達爾也在研究蝴蝶如何選擇飛行高度。

他說：“眾所周知，君主們沿著他們的遷徙路線從地面飛到不同的高度，我們認為這是非常有趣的?！?我們不知道他們?yōu)槭裁催x擇飛得更高，而不是在地面高度。

“因此，為了測試這一點，我們在UAH推進研究中心的大真空室里對帝王蝴蝶進行了實驗，在那里我們記錄了在海拔4000米的低密度空氣中的飛行。” 這有助于我們觀察它們的翅膀和身體運動如何隨著空氣密度的降低而改變。