飛機也能像鳥兒一樣拍打著翅膀飛翔

2007年11月29日09:40  來源:科學時報

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通過對鳥類的研究,研究人員首先研制了一個模擬飛行器(中),之后又制作了一個真的模型(下)。(圖片提供: Emmanuel de Margerie/皮埃爾和瑪麗·居裡大學)
通過對鳥類的研究,研究人員首先研制了一個模擬飛行器(中),之后又制作了一個真的模型(下)。(圖片提供: Emmanuel de Margerie/皮埃爾和瑪麗·居裡大學)
  幾個世紀以來,科學家和發明家一直試圖讓人類制造的飛行器能像鳥兒一樣優雅地拍打翅膀,但鮮有斬獲。對於飛機和直升機而言,這種拍打雙翅的方式具有兩個優點:能夠在一個很大的速度范圍內實現空中懸浮,並且具有更強的機動性,且實現上述目標不會損失空氣動力學的功效。這種能力對於無人駕駛飛行器(UAV)尤為有效——在軍事領域,這種輕量級的飛行器如今被廣泛應用於低空偵察和搜索。

  為了搞清鳥類飛翔的秘密,法國巴黎市皮埃爾和瑪麗·居裡大學的研究人員從一個獨特的方法入手。他們設計了一種名為進化運算法則的計算機程序,這種程序能夠將一個原始的設計最終“進化”為一個像鳥兒一樣的飛行器。研究小組隨后從這一運算法則中挑選出了一項最成功的設計,並在計算機上將其還原成一架模擬UAV。這種裝置能夠實現與鳥兒類似的能效,即以每秒10米到12米的速度飛行。研究人員在12月出版的《生物靈感和生物模擬》雜志上報告了這一研究成果。這篇論文的第一作者、生物學家Emmanuel de Margerie說,基於這項測試,研究小組制造了一架機械原型,旨在利用這一運算法則改進機翼的設計。

  英國蘇塞克斯大學的進化機器人專家Inman Harvey贊揚了研究小組提出的這種人造進化方法。他說,這使得“飛機的設計者們可以不再考慮冒險的代價”。但美國亞特蘭大市佐治亞理工學院的研究工程師Robert Michelson認為,研究小組的發現依然存在局限。例如,他強調,研究人員研制的模擬UAV隻有在相對高的速度下才有效﹔而在低速時,它的飛行效率會出現戲劇性的下降。他說,迄今為止,“能夠拍打機翼的微型飛行器還有很長的路要走”。

  (群芳 譯自www.science.com,11月27日)

(責編:張文君)
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