侦察机器人“超微蜂鸟”试飞

AeroVironment是一家研制无人机的专业公司，2003年他们建造的翼展1.38米的无人驾驶飞机Raven，首先出现在阿富汗战场。2006年，美国国防部先进研究项目局(DARPA)委托AV创制一种身体足够小、能飞进一扇开着的窗户的无人驾驶空中飞行器。这可花费了AV整整5年的时间，试用了不下300种不同的翅膀设计。最近，侦察机器人;超微蜂鸟;终于在加利福尼亚州完成了试验飞行。　　超微蜂鸟是一架扑翼机，能像真蜂鸟那样拍打着翅膀在空中盘旋，执行观察拍摄，甚至还能后空翻飞行。它身长18厘米，比大多数品种的蜂鸟稍微大些、重些；总重18.7克，与一节AA电池相当。翼展16.5厘米，翅膀的骨架是中空的碳纤竿，表面是网孔纤维，覆盖着聚氟乙烯薄膜。飞行器是遥控的，但机载的计算机能执行速度和角度的修正。　　机器人蜂鸟配备着摄像机，摄像角度由机身的角度确定。蜂鸟向前飞行时给出地面的视野，视频流回传给操作员，后者藉此指挥、导航；作盘旋飞行则有助于测量房间。　　在试验飞行中，超微蜂鸟满足了DARPA制定的第二阶段之所有技术要求，在多数指标上还有所超越，通过这我们也能了解到它当前达到的水平。它需要做到：　　●精密盘旋飞行。　　●盘旋稳定性。需在时速8公里的侧风中盘旋并停留，顺风漂移不超过1米。　　●耐久力。无外来能源前提下连续盘旋8分钟。　　●飞行与控制能力。从盘旋快速切换到时速18公里向前飞行，或反之。　　●通过日常的门洞进到室内，再返回户外。　　●驾驶者观看蜂鸟传回的视频流实施操控，但不直接看到或听到它。　　●示范以鸟形身体和翅膀盘旋及快速向前飞行。　　大家知道，飞机在空中有3个轴。以飞机重心处为原点建立一个三维坐标系，贯穿机头机尾的叫纵轴，贯穿机翼的叫横轴，垂直的叫竖轴。控制飞机绕这3个轴的转动，就能控制飞行的姿态。我们来看机器蜂鸟如何做到。　　a偏航，就是转弯如果在向前拍打时加大右翅膀的角度，在向后拍打时反之，蜂鸟将朝顺时针方向转弯。　　b俯仰，是飞机绕横轴的转动翅膀对称性地拍打。如果在向前拍打结束时和向后拍打开始时双翅的角度都减小，蜂鸟下俯并前进。　　c横滚，是飞机绕纵轴的转动只增加左翅膀的角度，左边产生的向上推力就较大，蜂鸟右滚。　　AV公司该项目的首席研究员马特·肯诺称，这项设计突破了空气动力学设计的限制，灵感来自于自然界的动物。;不过我们并不奢望复制大自然能做到的事，那太难了，令人望而生畏，;他说，;比如，机器人蜂鸟每秒拍打翅膀20次，而真正的蜂鸟最多能每秒拍打80次。;现在的演示中机器人蜂鸟飞行了8分钟，工程师们希望通过进一步研发能实现更长久的飞行，希望它最终能像蜂鸟一样栖息在电线上。　　他还说，最终的版本可能并不像蜂鸟，这玩意儿并不是随时随地可看见的，他认为模仿麻雀会是较好的选择。