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2017-03-28

英国初创团队研发微型扑翼无人机,用以秘密执行军事任务

日常中,我们能接触到的大多是旋翼无人机,或者是固定翼型的无人机,而类似鸟类和昆虫这这样采用扑翼飞行方式的无人机少之又少,有也只是少部分曾在实验室和军事研究中露过脸的。

从 2015 年 6 月起,英国仿生工程初创企业 Animal Dynamics 从蜻蜓的飞行方式上获取了灵感,着手研发一款带扑翼的微型无人机 Skeeter,同时获得了英国国防部防御科学技术实验室(DSTL)150 万英镑的资金支持。

近日,Animal Dynamics 联合创始人兼 CEO Alex Caccia 表示,这款无人机还在制作和打磨的过程中,但他们有足够的信心在今年夏天前面向大众展示原型机。同时在接下来几个月的时间里,团队也正在计划寻求一笔 400 万英镑的 A 轮融资,用以项目的进一步研发以及拓展。

这款外形如蜻蜓的 Skeeter 机身长度仅为 120mm,包括摄像头、导航部件等在内,重量不足 20g,最高时速可达 45 公里,受风向、风速等不同程度的影响,其续航时间大概在 1 小时以内。此外,Alex Caccia Skeeter 还表示,Skeeter 能够在关闭发动机后自主滑翔并着陆,这一优势使得其动力能得到大量的节省

事实上,早在 2005 年,美国 DARPA 就曾资助过初创公司 Aeroenbiroment 的一个「蜂鸟」无人机的项目,将无人机的研发领域拓展到的微小的尺寸中。

DARPA 支持研发的微型「蜂鸟」无人机,翼展仅为 15cm,重量不足 28g,含有扑翼悬停系统,主要应用在室内外 ISR 任务的执行


旋翼无人机在飞行过程中需要相当大的动力支持,因此具备噪音大的特点,并不适合在军事这样需要秘密行事的领域内使用。另外,其在风大的情况下的情况下无法稳定飞行,对于能够方便携带、依靠扑翼作为动力能有效降低噪音的扑翼无人机,也避免不了这一弱点。

Alex Caccia 表示,确保微型无人机能在恶劣环境下稳定飞行,是英国国防部对他们项目提出要求,也是他们重大挑战之一。而 Animal Dynamics 的另一位创始人、牛津大学生物学教授 Adrian Thomas 则从大自然中找到了答案,鸟类和昆虫能够在大风中,甚至是在流水下飞行且安然无恙,于是他们将其中的原理应用在这套无人机的解决方案上,也因此获得了 DSTL 的资金支持

Animal Dynamics 联合创始人、牛津大学生物学教授 Adrian Thomas


另外,能够在手机市场中极易获取且低价的 MEMS(微电子系统)、传感器、 微型天线等零器件,也是 Animal Dynamics 这一项目顺利进行的有利条件,也是 DSTL 支持他们的主要动力之一。「可穿戴市场的崛起很大程度上依赖了这一点,我们也会尽可能的做不同尝试,与技术开发界进行合作,充分运用好这些技术。」

比起旋翼无人机,扑翼无人机的研发也相对复杂且困难,涉及到扑翼传动的结构、控制器、以及气体力学等。其中在机械装置的设计上,如何在机翼小、可利用动力较小的情况下减少摩擦则是其中一大难题——即使再小的摩擦也都会产生阻力和热量,这样一来,机械就不能正常的运转。为了在不牺牲动力及续航能力的情况下尽可能的减少摩擦,团队还请来了瑞士从事手表行业的机械工程师帮忙。

除了军事上应用外,Alex Caccia 表示, Skeeter 微型无人机还将有很大可能拓展到其他应用领域,例如在温室农业环境内,替作物进行营养素或农药的精准补给,若能够量产,无人机成本也会相应的降低许多。另外,团队还在研究扑翼装置在水中的应用,用在水力发电等

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