這種“鳥”竟出現在反恐戰場
                                                                        來源:科普時報
                                                                        作者:徐敬華
                                                                        發布時間:2024-11-22
                                                                        瀏覽次數:1135

                                                                        圖為北京科技大學團隊自主研發的“老鷹”仿生撲翼飛行器。(作者供圖)


                                                                        編者按 11月17日,第十五屆中國國際航空航天博覽會在廣東珠海落下帷幕。本屆航展匯聚了陸??斩囝I域的高精尖裝備,本報邀請專家就仿生撲翼飛行器與反無人系列裝備撰寫文章,與讀者分享。

                                                                        ==============================

                                                                        抬頭仰望天空,倏忽間,一只大“鳥”凌空而過。但你有沒有想過,這可能并不是一只真正的鳥,而是仿生撲翼飛行器。

                                                                        近日,在第十五屆中國國際航空航天博覽會現場,由北京科技大學團隊自主研發,展翅達到1.8米的“老鷹”仿生撲翼飛行器引發關注。仿生撲翼飛行器是模仿鳥類或者昆蟲所設計的新概念飛行器,其仿生程度高、隱蔽性強,更適用于遂行低空偵察、目標監視等多樣化任務。這種新概念飛行器將在反恐戰場發揮獨特的優勢。

                                                                        不受場地限制,適用反恐戰場

                                                                        在反恐作戰中,恐怖分子大多藏匿于堅固工事、城市街區、荒野山林之中,作戰環境復雜、敵暗我明、易守難攻,實施地面機動、監視偵察、通信聯絡、運輸補給難度較大,特戰隊員傷亡概率增加。

                                                                        相對于傳統固定翼類與旋翼類,仿生撲翼飛行器具有機動性強、質量輕便、偽裝性好、噪音較低和能耗較少等優點,運動方式與鳥類和昆蟲非常類似,單憑肉眼幾乎無法分辨,這就為它們執行戰場偵察、情報收集、通信中繼,乃至攜帶爆炸物發動精確攻擊等任務提供了得天獨厚的優勢。尤其在反恐作戰中,仿生撲翼飛行器不易被恐怖分子發現,可以有效隱蔽作戰意圖,提升作戰效能。

                                                                        仿生撲翼飛行器可以手拋起飛、滑翔降落,因此,它的起降不受場地限制,能夠快速部署在野外山地、城市街區等多種復雜環境中。在惡劣天氣條件下,如低溫、高海拔地區,它均展現了出色的反恐戰場適應性。

                                                                        過于逼真,曾引真鳥伴飛

                                                                        無論是對鳥類還是對飛行類昆蟲的仿生,其技術難點主要圍繞動力系統、輕質材料和氣動特性三個方面。

                                                                        如何讓小巧的撲翼飛行器在搭載了光學探測、導航和其他載荷的情況下,依然保持良好的飛行性能?哪種材料才能使飛行器的“身體”和“翅膀”等部位,經受住頻繁的撲動動作?面對“身體”的彎曲和傾斜、“翅膀”撲動的細微角度變化,飛行器如何保持氣動特性?

                                                                        若想做到完美仿生,尤其是達到足以欺騙人眼的效果,就需要為撲翼飛行機器人賦予先進的傳感器和可實時調節飛行姿態的飛控算法。

                                                                        西北工業大學研制的“云鸮(xiāo)”仿生撲翼機采用鳥類流線型機身,機架采用碳纖維復合材料,機翼由平面連桿機構驅動,翼展約為0.6米,重量約220克,可實現自主起飛與自主巡航,機載微型攝像機可實時獲取并傳輸地面圖像信息,實現偵察功能,創造了2小時34分38秒的撲翼式無人機單次充電飛行時間的吉尼斯世界紀錄。2023年,同一團隊研制的“信鴿”撲翼無人機以3小時5分鐘30秒再次刷新紀錄。據該團隊成員介紹,由于“信鴿”過于逼真,在試飛中經常引來真的鳥類伴飛,甚至遭到過老鷹的襲擊。這些成果為軍事領域情報偵察提供了新的解決方案。

                                                                        蝴蝶、蜜蜂、魔鬼魚,仿生形態更多樣

                                                                        隨著前沿技術的不斷發展,仿生蝴蝶、仿生螞蟻、仿生魚等裝備相繼問世,各種“形神兼備”的仿生武器將陸續出現在反恐戰場。

                                                                        美國佐治亞理工學院研制的仿昆蟲微型撲翼飛行器“Entomopter”,其機翼與蝴蝶翅膀類似,依靠“往復式化學肌肉”驅動。它可以直接將化學能轉變為機械運動,且能量轉換效率較高。

                                                                        德國自動化巨頭Festo曾發布一款震撼業界的產品——蜜蜂無人機。這個“小家伙”體長僅220毫米,翼展240毫米,重量更是輕至34克。它雖然“嬌小”,卻集成了無數尖端技術,機身采用選擇性激光燒結3D打印工藝制造,材料輕盈,結構復雜程度前所未有;運動系統包含無刷電機、伺服舵機等精密部件,動力強勁,控制精準;分布式集群算法賦予其蜂群般的自組織能力,可實現零碰撞編隊飛行;深度學習算法讓其具備類似昆蟲的感知決策能力,可自主規避障礙。這只“蜜蜂”不僅能靈活自如地飛行,更具備集群互動的能力,標志著仿生微型飛行器達到一個新的里程碑。

                                                                        在2024年的第九屆中國(北京)軍事智能技術裝備博覽會上,中國版“蝠鲼(fèn)”仿真機器人BM-1800亮相。它的設計靈感源于蝠鲼,俗稱魔鬼魚,具備水下隱蔽行動的能力。它是一個大型無人潛航器平臺,采用整體開放、局部密封的設計理念,有效提升了平臺的作業深度,具有低噪音、長續航、速度快、機動靈活、智能化等特點?!膀瘀鳌毙头律鷻C器人還可以配備攝像機、照明燈、前視聲吶、機械臂等裝置,未來可以在海上反恐領域發揮巨大作用。

                                                                        (作者單位:武警湖北省總隊武漢支隊)

                                                                        點擊查看 中國科普資源名錄 資源展示

                                                                        點擊查看 中國科普資源名錄 資源需求


                                                                        歡迎掃碼關注深i科普!

                                                                        我們將定期推出

                                                                        公益、免費、優惠的科普活動和科普好物!


                                                                        聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
                                                                        做科普,我們是認真的!
                                                                        掃描關注深i科普公眾號
                                                                        加入科普活動群
                                                                        • 參加最新科普活動
                                                                        • 認識科普小朋友
                                                                        • 成為科學小記者
                                                                        色依依国内精品中文字幕|国产精品嫩草影院免费观看|亚洲ⅤA制服丝袜一区二区|久久精品无码一级毛片温泉|无码专区亚洲综合另类