飞行仿生讲义课件

1、第三讲 飞行仿生第三讲 飞行仿生飞行仿生讲义课件伟大诗人屈原在他的著作离骚曾想象自己坐在飞龙拉着的车里在空中飞行西游记里的孙悟空我国古代飞天神话伟大诗人屈原在他的著作离骚曾想象自己坐在飞龙拉着的车里在 “嫦娥奔月”的故事 “嫦娥奔月”的故事 “会飞的木鸟”墨子曾带领三百多弟子用了三百多弟子用了三年时间制成一支“会飞木鸟”古书上叫做“竹 鵲”或“木鸢” “会飞的木鸟”墨子曾带领三百多弟子用了飞行仿生讲义课件东汉时期 ，张恒制成了一架装有“机关”的飞行器，叫做“木雕”唐朝工匠韩志和，也曾制作了一架能升高100尺，飞行400多尺远的飞行器张恒东汉时期 ，张恒制成了一架装有“机关”的飞行器，叫做“木雕

2、”十五世纪，自动机制造者米勒（Johann Muler)“铁苍蝇” “机械鹰”Johann Muler（1436-1476）十五世纪，自动机制造者米勒（Johann Muler)Joh希腊的阿奇太（Archytas）公元前4世纪“机械鸽子”依卡拉斯（Icarus）和得达拉斯（Daedalus）希腊的阿奇太（Archytas）公元前4世纪“机械鸽子”韦兰得的“羽毛飞行机”神话故事第五世纪流传到今天挪威神话：韦兰德将做好的羽毛飞行机交给他的兄弟艾格尔，并鼓励其在风中亲自试试，并嘱咐他兄弟说：“起飞时要逆风，而着陆时要顺风”，他弟弟尽了最大的努力也没有保住他的命。韦兰得的“羽毛飞行机”神话故事第五世

3、纪流传到今天挪威神话中国历史中尝试飞行的记录是很少的，反观欧洲在十五，十六世纪，飞行记载反而较多。跳塔飞行家中国历史中尝试飞行的记录是很少的，反观欧洲在十五，十六世纪，世界航空重要创始人之一达.芬奇(1452-1519)意大利画家达芬奇长期对鸟的飞行进行观察和研究，并写出论鸟的飞行一书，书中还画出多幅模仿鸟的飞行器。扑翼机的设计图原始的直升飞机的设计草图世界航空重要创始人之一达.芬奇(1452-1519)意大利飞行仿生讲义课件人类上天的梦想最早是靠热气球才飞上天的！人类上天的梦想最早是靠热气球才飞上天的！ 法国生理学家马雷（Etienne Jules Marey）动物的机器介绍了鸟的重量和他的

4、翅膀负荷翅膀的面积是和其体重的平方成正比的Etienne Jules Marey （1830-1904） 法国生理学家马雷（Etienne Jules M德国的物理学家亥姆霍兹（Hermann Von Helmholtz）“相似定律”表示出了飞行动物身体大的可能限度证明人的体重太大了，不能靠自己肌肉的的力量来飞行Hermann Von Helmholtz （1821-1894）体重最大的飞行动物是什么呢？德国的物理学家亥姆霍兹（Hermann Von Helmh英国人凯利（George Cayley）1773-1857气体动力学创始人之一“飞机的上升力可以从水平推进中分出来。换句话说，一个固定

5、的鸟式机翼提供上升力，而发动机和螺旋桨推动飞机在空中前进”（George Cayley） 1773-1857英国人凯利（George Cayley）1773-1857气发表在机械类期刊Mechanic Magazine发表在机械类期刊1889年，李林塔尔写成了著名的鸟类飞行航空的基础一书，论述了鸟类飞行的特点。1889年，李林塔尔写成了著名的鸟类飞行航空的基础一李林塔尔进行了两千次以上的滑翔飞行试验，三次改进总体布局，滑翔中又拍了许多照片，积累了大量数据，并以此编制了空气压力数据表，给美、英、法等国的飞机制造者们提供了宝贵的资料。 李林塔尔进行了两千次以上的滑翔飞行试验，三次改进总体布局，滑麦

6、克格雷迪制造1979年六月自行车运动员布莱恩.艾伦驾驶穿越英吉利海峡使用人力的飞翔薄纱天翁（Gossamer Albatross）麦克格雷迪制造1979年六月自行车运动员布莱恩.艾伦驾驶1903年，12月17日，在法国昂贝略平原，在法国昂贝略平原这里进行了全法第一次飞机试飞 飞机的发明人之一维尔伯莱特1903年，12月17日，在法国昂贝略平原，在法国昂贝略平原遠飛852英呎，大約是300公尺，300公尺在當時講已經是很遠，飛時間59秒。這個記是當天飛三次中最長的一次，最短的記根據文獻上的記載好像是13秒！遠飛852英呎，大約是300公尺，300公尺在當時講已經1939年9月14日 西科尔斯基

7、“VS300型”直升飞机1939年9月14日 西科尔斯基 “VS300型视频 人类飞行进化史视频 人类飞行进化史固定翼飞机的仿生设计与发展机翼的仿生设计尾翼的仿生设计小翼的仿生设计固定翼飞机的仿生设计与发展机翼的仿生设计鸟类翅膀飞行的秘密扑翼飞行滑翔飞行鸟类翅膀飞行的秘密扑翼飞行滑翔飞行大家预测哪种情况下植物蒸发水分快： （1）大风（2）光热（3）Control（4）潮湿 同学断定不是大风就是光热。但究竟是哪个呢？小实验：吹纸条大家预测哪种情况下植物蒸发水分快： （1）大风（2）光热丹尼尔伯努力1700 1782伯努力效应丹尼尔伯努力伯努力效应迎角状态的鸟翼升力 平飞状态的鸟翼升力 迎角状态的

8、鸟翼升力 平飞状态的鸟翼升力 机翼的仿生设计机翼的仿生设计机翼剖面示意图 机翼升力原理图 平飞时机翼升力示意图 机翼剖面示意图 机翼升力原理图 平飞时机翼升力示意图 迎角状态的机翼升力图 平飞状态的机翼升力图 迎角状态的机翼升力图 平飞状态的机翼升力图 1914年德国制造的LE3侦察机，机翼完全仿鸟翼 1914年法国制造的X1侦察机，拱型机翼 1914年德国制造的LE3侦察机，机翼完全仿鸟翼 19141936年法国制造的46C-1战斗机，翼形是鸟翼的变形结构 我国生产的运12多用途运输机翼形为拱型结构 1936年法国制造的46C-1战斗机，翼形是鸟翼的变形结构 这是一架通用飞机从翼尖可以清楚地

9、看到拱型机翼结构 这是一架通用飞机从翼尖可以清楚地看到拱型机翼结构 翼型剖面图 翼型剖面图 翼型剖面图 飞机翼形的多种形式 风 筝 鸟 翼亚音速飞机 亚音速飞机超音速飞机翼型剖面图 翼型剖面图 翼型剖面图 飞机翼形的多种形式 美国制造的SR-71高空高速侦察机，机翼呈上翼面略带拱型的平板型机翼，飞行高度3万米，速度M=3 美国制造的SR-71高空高速侦察机，机翼呈上翼面略带拱型的平美国研制的试验性飞机X-43A用超燃冲压发动机作动力，于2004年11月16日在33500米高空中创造飞行速度达音速9.8倍的速度纪录（11265千米/小时）翼形为平板型机翼。美国研制的试验性飞机X-43A用超燃冲压

10、发动机作动力，尾翼的仿生设计现代飞机的尾翼普遍采用尾翼的仿生设计现代飞机的尾翼普遍采用飞机尾翼发明者-李林塔尔 从1889年第一个滑翔机折断起，如何在空中保持平衡一直是飞机飞行中的难题1896年4月9日，李林塔尔操纵他的滑翔机时恰遇一股强劲的风，滑翔机失速栽向地面，滑翔机摔毁了，李林塔尔也受了致命的重伤(脊椎断裂)，第二天死亡。在弥留之际，对他弟弟古斯塔夫说：“总是要有人牺牲的。” 飞机尾翼发明者-李林塔尔 从1889年第一个滑翔机折可调节水平尾翼可调节水平尾翼尾翼的仿生设计全动水平尾翼V型尾翼尾翼的仿生设计全动水平尾翼V型尾翼边缘涡流边缘涡流飞行仿生讲义课件很多鸟类的翅膀尾端都会分叉的飞行时

11、空气阻力会变得很小很多鸟类的翅膀尾端都会分叉的翼上加小翼的飞机设计翼上加小翼的飞机设计视频：max737视频：max737德国柏林工业大学研制的系列机翼：从简单尾部的机翼到尾部分叉的机翼最后变为带有环片的机翼将在2030年实现的飞机模型可以使它的机翼适合当时的飞行状况：在着陆时机翼末端会分开，以减小边缘涡流德国柏林工业大学研制的系列机翼：将在2030年实现的飞机模型扑翼机的梦想鸟类飞行器埃格视频 “雪鸟”扑翼机的梦想鸟类飞行器埃格视频 “雪鸟”视频：“雪鸟” “人造仿生飞鸟” 视频：“雪鸟” 微型飞行器的仿生微型飞行器的仿生 国外MAVs的种类 固定翼飞机旋翼机扑翼机国外研究情况 国外MAVs

12、的种类固定翼飞机旋翼机扑翼机国外研究情况Black Widow 中的MEMS器件Black Widow 中的MEMS器件“侦察鸟”鸭式微型飞行器昼间摄型摄像机可从100米处分辨出7厘米大小的物体，昼夜型摄像机可从100米处分辨出13厘米大小的物体。麻省理工学院林肯实验室“侦察鸟”鸭式微型飞行器昼间摄型摄像机可从100米处分辨出7NRL美国海军研究实验室Florida大学固定翼微型飞行器，翼展13cm。Notre Dame大学NRL美国海军研究实验室Florida大学固定翼微型飞行器，加州理工学院“微蝙蝠”扑翼式微型飞行器 重量仅0.4克，钛合金骨架 厚度仅250微米； 机翼骨架采用钛合金制造， 薄膜采用聚对二甲苯制造加州理工学院“微蝙蝠”扑翼式微型飞行器 重量仅0.4克，钛合GIT佐治亚理工学院Vanderbilt大学“Bug”微型机器昆虫GIT佐治亚理工学院Vanderbilt大学“Bug”微型机微星微星的设计重量是100克，总电功耗是15瓦。它的机身重为7克，处理/存储电子组件重量6克，照相机/镜头总重4克。微星微星的设计重量是100克，总电功耗是15瓦。它的 未来的飞机视频2 自然为师（1）并回