看更多文章»

牛津大學研製微型飛行器 靈感自昆蟲翅膀

【大紀元2011年10月24日訊】（大紀元記者張健晨編譯報導）通過配合微型攝像頭，微型飛行器會有非常多的用途，比如進入一些對於人類而言危險的區域，或進行軍事偵察任務。在工程和物理科學研究理事會（EPSRC）的支持下，這項研究率先在牛津大學展開。

據物理科學新聞網（PhysOrg.com）報導，牛津大學動物學系的理查德•班富力（Richard Bomphrey）博士領導這項研究，他負責研究昆蟲翅膀在過去的3億5千萬年是如何演變的。他表示：「大自然已經解決了如何設計微型飛行器的問題。通過學習這些經驗，我們的研究有可能會運用空氣動力工程學製造出新的微型飛行器，和昆蟲一樣的小，並且會融到它們之中去。」

目前最小而且最先進的固定翼無人偵察機大約是一英尺寬，兩翼的配合是使其體積能夠如此小的關鍵。如果希望飛起來，任何物體都需要推力和升力的組合。而人造飛機需要兩個獨立的設備來產生這些（即發動機提供的推力和機翼提供升力），這就限制了飛行機器小型化的範圍。

但是昆蟲翅膀的拍打，會同時結合推力和升力。如果人造飛行器可以效仿這一更有效的方法，將有可能縮減飛行器的尺寸。

班富力博士表示：「這將需要我們對昆蟲翅膀有一個更詳細的了解，不同類型的昆蟲翅膀是具體如何為不同的目的演變的。蜜蜂擅長負載，而食肉動物，比如蜻蜓，它們的特點是快速和機動性，而蝗蟲則可以飛行很長的距離，調查昆蟲翅膀的設計之間的差異是我們工作的重點，這些生態差異可以使我們根據需要執行的任務製造出各種機翼設計，這也意味著新的飛行器可以滿足不同的用途，比如探索敵方地形、在倒塌的建築物內工作、增強體育及其他活動的電視覆蓋率等。」

他們工作的重點是昆蟲翅膀周圍的空氣流速的計算。他們使用一種稱為粒子圖像測速（Particle Image Velocimetry）的技術，即將昆蟲放置在風洞口，之後向空氣中播撒淡霧，再用脈衝激光照亮粒子。

他們的研究引起了北約、美國空軍和歐洲航天研究和開發辦公室的關注。這項研究預計將可以在3~5年內應用於國防工業，並在20年內有更加廣泛的用途。

班富力博士說：「這是又一個我們向自然學習的例子。微型飛行器將通過一種幾乎完美的方式對黑暗，危險和骯髒地方進行探索研究。」

班富力博士的研究得到了工程和物理科學研究理事會的資金資助。這項研究的目標是探索自然是如何影響昆蟲翅膀的設計的，這些設計又是如何受空氣動力學和其他物理定律影響的。

班富力博士表示:「昆蟲的翅膀不是進化為單一的類型，我們希望了解不同的自然條件是怎樣使昆蟲翅膀演變成不同的類型的。此外，我們還想知道人造飛行器是否可以打破自然的約束。」

（責任編輯:張東光）