生物启发的被动式微型飞行器

作     者：徐世威 籍梓垚 张一慧 Shiwei Xu;Ziyao Ji;Yihui Zhang

作者机构：清华大学工程力学系应用力学教育部重点实验室北京100084 清华大学柔性电子技术实验室北京100084 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2023年第68卷第19期

页      面：2504-2514页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(12225206 12050004)资助 

主　　题：被动式微型飞行器 滑翔机形微型飞行器 直升机形微型飞行器 降落伞形微型飞行器 

摘      要：随着仿生学和空气动力学的发展以及制造技术的不断进步,微型飞行器的一个重要发展趋势是更加小型化和更加智能化.传统的主动式微型飞行器通常使用喷气、旋翼或扑翼的驱动方式提供飞行的动力,但往往需要较大的能量供给,难以实现较长时间滞空与远距离巡航.受生物启发的被动式微型飞行器依赖自身结构的空气动力学特性以实现无动力飞行,具有质量轻、成本低、无噪音、能耗低等优势,还可以通过集成微电子系统以实现环境探测、人口监测和疾病追踪等功能.本文从被动式微型飞行器的分类出发,将其分为滑翔机形、直升机形和降落伞形微型飞行器,阐述其仿生学原理,介绍了该领域的研究进展,最后对被动式微型飞行器领域的未来发展方向与挑战进行了展望.通过结合柔性电子技术以及更加先进的制备工艺,集成电源、传感、运算、存储和通信等模块,并结合环境中的大范围部署,可望构建具有超高空间深度与时间广度的低成本实时监测系统,对环境和生态学研究具有重要的意义.