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無論是無人機(jī)還是機(jī)器人,或許最好的形態(tài)是像動(dòng)物,動(dòng)物對(duì)于環(huán)境有著天生的適應(yīng)能力,有能走的,有能游的,有能飛的。

飛行潛艇”是1939年一名俄羅斯工程師提出的概念,顧名思義是可以在空中和水下任意穿梭的“潛艇”,不過一直以來很少有成功的案例,過去美蘇都曾設(shè)計(jì)過潛水飛機(jī),但從來沒有進(jìn)入實(shí)用階段。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究規(guī)劃局(DARPA)曾在五年前計(jì)劃研制一種可以像海鷗 、鸕鶿等水鳥一樣,既可以在天上飛,又可以潛入水下、秘密地潛入海底以接近目標(biāo)物的新型飛機(jī)。世界上最大的民用飛機(jī)制造商同時(shí)也是世界上最大的軍用無人機(jī)制造商之一的波音,目前也在研發(fā)一種可以遠(yuǎn)程控制、可變身為“潛水艇”的“兩棲”無人機(jī)。只是無一例外,這些飛機(jī)都還在研發(fā)階段。

現(xiàn)在,這一瓶頸或許要被打破了。美國(guó)哈佛大學(xué)官方網(wǎng)站最近發(fā)文稱,該校微型機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室將飛行潛艇的設(shè)計(jì)向前推進(jìn)了一步,他們?cè)O(shè)計(jì)的外形像蜜蜂“昆蟲飛行器”,既能在空中飛,也能在水中游。

就像鴿子和魚是無法在同一個(gè)環(huán)境中生存一樣,飛機(jī)與潛艇也很難合二為一。飛機(jī)和潛水艇在設(shè)計(jì)方向上可以說有著天壤之別,飛機(jī)要飛天,重量必須輕,而潛艇為了對(duì)抗水壓,必須要有厚重的艙壁;飛機(jī)依靠機(jī)翼提供升力,而潛艇則通過調(diào)整浮力上升或下沉。

最開始,哈佛大學(xué)的工程師們從角嘴海雀身上找到設(shè)計(jì)的靈感,這是罕見的海陸兩棲鳥類。同時(shí)他們發(fā)現(xiàn)角嘴海雀在空氣中和水中的撲翼動(dòng)力學(xué)機(jī)制非常相似,兩種情況下,翅膀都是前后擺動(dòng),唯一的區(qū)別是擺動(dòng)速度。

因此研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出既能飛翔又能游泳的蜜蜂飛行器,它比曲別針還小一些,其微型翅膀的煽動(dòng)頻率可高達(dá)每秒120次。不過,其輕巧的身形無法打破水面張力。為此,蜜蜂飛行器在進(jìn)入水面之前會(huì)以某個(gè)角度懸停在水面,暫時(shí)關(guān)掉引擎,然后沉入水里下潛。

進(jìn)入水面后動(dòng)力將成為另一個(gè)問題,也就是會(huì)受到水的阻力,水的密度是空氣的1000倍,若蜜蜂飛行器翅膀煽動(dòng)的頻率不加調(diào)整,則很容易被毀掉。研究團(tuán)隊(duì)將這個(gè)頻率從每秒120次降至每秒9次,但同時(shí)保持了煽動(dòng)的動(dòng)力機(jī)制以及相同的鉸鏈設(shè)計(jì)。

當(dāng)然,目前該蜜蜂飛行器只能從空中進(jìn)入到海中,而無法從海中過渡到空中,因?yàn)閺乃谐鰜頃r(shí),還不能產(chǎn)生足夠的升力,而這正是研究團(tuán)隊(duì)下一步要攻克的難點(diǎn)。


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