微型三维电子飞行器“与风同行”
2022-04-16李忠东
科学24小时 2022年4期
李忠东

微型三维电子飞行器与沙粒差不多大
来自种子的启发
长期以来,人类对飞行器的研究一直集中在主动式飞行器上,例如4轴无人机、受昆虫或鸟类启发的各种飞行器平台。这类飞行器通常使用扑翼、旋翼或喷气的主动驱动方式提供飞行的动力,具有在环境中自主、独立运动的优势。然而,主动驱动方式需要较大的能量供给,难以实现长时间滞空和远距离巡航。主动式飞行器需要高度专业化的平台和手工技师组装,成本太高,无法大规模应用。主动驱动的组件结构往往较为复杂,工作时会不可避免地产生噪音,不易隐蔽,致使应用受限。主动式飞行器小型化难度极大,一旦缩小尺寸,会因动力供应不足无法在现实环境中应用。
植物通过多种被动策略来传播种子,根据传播的载体可将传播方式分为重力、机械推进,风、水和动物传播。其中一些植物的播种方式非常独特和新颖,其种子凭借特殊的几何结构和精妙的力学设计,能在无主动驱动力的情况下被动地随风和气流飞行,在自由落体过程中增加其终端速度和空气阻力来提高其动态稳定性,增加飞行距离,去更远的地方散播遗传物质,扩大种群。这类种子的质量一般都非常轻,如山杨的种子5万粒总重才4克,天鹅绒兰的种子50万粒才1克重。它们的形状可分为降落伞形(如蒲公英)、滑翔机形(如翅葫芦)、直升机形(如梣叶槭和大叶枫)和扑翼或飞旋形(如毛泡桐或臭椿),由于具有非常好的空气动力学结构,能迎风而起,随风而落,飞得很远。……
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