同濟(jì)大學(xué)用3D打印研制飛魚(yú)仿生微型電動(dòng)滑翔機(jī)

圖為三維打印的飛魚(yú)模型實(shí)體。

圖為進(jìn)行吹風(fēng)試驗(yàn)的飛魚(yú)模型。

圖為在進(jìn)行的飛魚(yú)動(dòng)力測(cè)試試驗(yàn)。

　　中新網(wǎng)上海3月10日電 (記者 許婧)同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院沈海軍教授團(tuán)隊(duì)10日對(duì)外宣布，借助三維打印技術(shù)，同濟(jì)航力學(xué)院針對(duì)飛魚(yú)開(kāi)展了計(jì)算機(jī)建模、風(fēng)洞試驗(yàn)、動(dòng)力測(cè)試、飛魚(yú)飛機(jī)制作等一系列仿生研究工作，并成功試飛了一架飛魚(yú)仿生微型電動(dòng)自由飛滑翔機(jī)。
　　為躲避鯊魚(yú)等其他魚(yú)類(lèi)捕食，飛魚(yú)經(jīng)常會(huì)躍出水面，在空中滑翔。資料顯示，一些飛魚(yú)的跳躍高度可達(dá)一米多，滑翔距離甚至可以超過(guò)10米，具有極其優(yōu)越的“飛行”性能。
　　最近，針對(duì)紅斑鰭飛魚(yú)和白鰭飛魚(yú)的幾何外形，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行幾何實(shí)體建模后，通過(guò)三維打印機(jī)直接打印出了兩種飛魚(yú)的三維模型實(shí)體；然后，將該三維飛魚(yú)模型實(shí)體放置風(fēng)洞中進(jìn)行吹風(fēng)試驗(yàn)獲得了飛魚(yú)滑翔中的空氣動(dòng)力學(xué)特性數(shù)據(jù)。
　　“直接將動(dòng)物三維打印出來(lái)，并進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，這在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例。風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果顯示，在很大迎角范圍內(nèi)，飛魚(yú)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(nèi)微小飛機(jī)升阻比的上限。這說(shuō)明兩種飛魚(yú)均具有極佳的氣動(dòng)性能。”沈海軍表示，最終，飛魚(yú)仿生微型電動(dòng)滑翔機(jī)的總重量?jī)H為4.6克，測(cè)試結(jié)果顯示，該動(dòng)力系統(tǒng)可產(chǎn)生3克的拉力，滿(mǎn)足電動(dòng)自由飛飛機(jī)的拉力、升力要求。
　　自然界中除了禽類(lèi)、昆蟲(chóng)以外，還有許多會(huì)飛行的動(dòng)物，相比之下，人類(lèi)的航空史僅有百十年，因此，人類(lèi)要自由翱翔，還有許多地方需要向動(dòng)物學(xué)習(xí)。沈海軍認(rèn)為，三維打印技術(shù)的出現(xiàn)，為人類(lèi)探究動(dòng)物飛行增加了一種新的手段。
　　沈海軍說(shuō)，現(xiàn)在同濟(jì)航力學(xué)的院微小飛機(jī)實(shí)驗(yàn)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(dòng)物實(shí)體，能夠幫助我們揭示更多自然界中動(dòng)物飛行的奧秘”。