同濟大學航空航天與(yu) 力學學院沈海軍(jun) 教授團隊10日對外宣布,借助三維打印技術,同濟航力學院針對飛魚開展了計算機建模、風洞試驗、動力測試、飛魚飛機製作等一係列仿生研究工作,並成功試飛了一架飛魚仿生微型電動自由飛滑翔機。
為(wei) 躲避鯊魚等其他魚類捕食,飛魚經常會(hui) 躍出水麵,在空中滑翔。資料顯示,一些飛魚的跳躍高度可達一米多,滑翔距離甚至可以超過10米,具有極其優(you) 越的“飛行”性能。
最近,針對紅斑鰭飛魚和白鰭飛魚的幾何外形,該團隊進行幾何實體(ti) 建模後,通過三維打印機直接打印出了兩(liang) 種飛魚的三維模型實體(ti) ;然後,將該三維飛魚模型實體(ti) 放置風洞中進行吹風試驗獲得了飛魚滑翔中的空氣動力學特性數據。
“直接將動物三維打印出來,並進行風洞試驗,這在國內(nei) 外尚無先例。風洞試驗結果顯示,在很大迎角範圍內(nei) ,飛魚的升阻比(升力和阻力的比值)都能夠維持在5~6之間,這是普通室內(nei) 微小飛機升阻比的上限。這說明兩(liang) 種飛魚均具有極佳的氣動性能。”沈海軍(jun) 表示,最終,飛魚仿生微型電動滑翔機的總重量僅(jin) 為(wei) 4.6克,測試結果顯示,該動力係統可產(chan) 生3克的拉力,滿足電動自由飛飛機的拉力、升力要求。
自然界中除了禽類、昆蟲以外,還有許多會(hui) 飛行的動物,相比之下,人類的航空史僅(jin) 有百十年,因此,人類要自由翱翔,還有許多地方需要向動物學習(xi) 。沈海軍(jun) 認為(wei) ,三維打印技術的出現,為(wei) 人類探究動物飛行增加了一種新的手段。
沈海軍(jun) 說,現在同濟航力學的院微小飛機實驗室已三維打印出蜻蜓、蝴蝶、蒼蠅、蟬等,“希望這些三維打印的動物實體(ti) ,能夠幫助我們(men) 揭示更多自然界中動物飛行的奧秘”。
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