近日,同濟大學微型飛機大賽暨同濟大學實踐課程《微型飛機設計、制作》作品展舉行,由該校航空航天與力學學院航空專業四十餘位大二學生在暑假短學期剛剛設計、制作完成的一批微型飛機精彩亮相,其中包括蒼蠅為引擎的微型飛機近日成功試飛。
伸平手掌,一枚硬幣大小的蒼蠅動力微型飛機即刻從指尖起飛……這裡的所謂“蒼蠅飛機”,實際上就是以蒼蠅為引擎的微小飛機。指導教師、同濟大學航空航天與力學學院沈海軍教授表示,在本次《微型飛機設計、制作》實踐課上引入蒼蠅飛機,主要目的有兩個,一是激發學生們的創新思維,二是發掘昆蟲動力飛機的應用潛力。
要設計並制作出蒼蠅飛機並非易事。為瞭獲得飛機的“引擎”——蒼蠅,沈海軍教授帶領幾位同學冒著酷暑,拿著捕捉蒼蠅的塑料袋跑遍瞭同濟校園的十餘處撲蠅器。
蒼蠅“引擎”有瞭,接下來就要測量引擎的推力。同學們想出瞭一個簡單而又實用的方法:豎起一根半米長0.6毫米粗的碳纖維桿,碳纖桿的頂端用細線黏住蒼蠅;然後驅趕蒼蠅,並用攝像機記錄下蒼蠅拉動碳桿頂端的位移;最後根據該位移值和碳纖桿的剛度估算出蒼蠅的拉力。實驗結果發現,蒼蠅飛行中的拉力可達到0.1克,其推重比(發動機推力與飛機重量之比)驚人地高,約為2.5,為美國最先進的第四代戰機F22的2倍。
蒼蠅與黃蜂為動力的飛機
微型飛機如一枚硬幣大小
獲得蒼蠅發動機的推力數據後,接下來就要確定蒼蠅飛機的構型,並計算飛機的升力、阻力。為此,同學們提出瞭三種方案:常規佈局、三角翼和鴨式佈局,並用氣動軟件估算瞭三種佈局蒼蠅飛機的升力和阻力。氣動分析表明,三種方案均與發動機有很好的匹配性;飛行時,機翼可以獲得相對較大的升力以及較小的空氣阻力。
有瞭蒼蠅引擎和飛機方案,用剪刀裁剪很輕的油封紙做出機體,並將蒼蠅“引擎”和機體用0.5毫米粗的超細碳纖桿膠結,一架合格的蒼蠅飛機就這樣問世瞭。
課堂上沈海軍教授親自放飛瞭一架比一枚郵票還小的蒼蠅動力飛機。該蒼蠅飛機的重量約為0.04克,相當於一顆黃豆的重量;翼展1.2厘米,大小與五角硬幣相當;飛機機體由油封紙裁剪、折疊而成。
“蒼蠅,與人類相生相伴,維系瞭千萬年。面對大自然殘酷的生存法則,蒼蠅練就瞭高超的飛行技能。蒼蠅可以野外采集,也適於人工培育,是微型飛機性價比極高的引擎。”沈海軍教授說,試想,如果在蒼蠅飛機機體上寫上標語、或者帶上微生物,人類就可以利用它來傳遞信息、廣告、表白,甚至傳播細菌或生物信息素。為此,一些同學在蒼蠅飛機機翼上寫下瞭自己的豪言壯語:“同濟航空,加油!”……
Orignal From: 同濟學生研制微型飛機,引擎竟然是...