同济大学研制微型飞机 用活苍蝇当发动机[图2]

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同济大学研制微型飞机 用活苍蝇当发动机[图2]

微型飞机如一枚硬币大小。

同济大学研制微型飞机 用活苍蝇当发动机[图2]

苍蝇与黄蜂为动力的飞机。

近日,同济大学微型飞机大赛暨同济大学实践课程《微型飞机设计、制作》作品展举行,由该校航空航天与力学学院航空专业四十余位大二学生在暑假短学期刚刚设计、制作完成的一批微型飞机精彩亮相,其中包括苍蝇为引擎的微型飞机近日成功试飞。

伸平手掌,一枚硬币大小的苍蝇动力微型飞机即刻从指尖起飞……这里的所谓“苍蝇飞机”,实际上就是以苍蝇为引擎的微小飞机。指导教师、同济大学航空航天与力学学院沈海军教授表示,在本次《微型飞机设计、制作》实践课上引入苍蝇飞机,主要目的有两个,一是激发学生们的创新思维,二是发掘昆虫动力飞机的应用潜力。

要设计并制作出苍蝇飞机并非易事。为了获得飞机的“引擎”——苍蝇,沈海军教授带领几位同学冒着酷暑,拿着捕捉苍蝇的塑料袋跑遍了同济校园的十余处扑蝇器。

苍蝇“引擎”有了,接下来就要测量引擎的推力。同学们想出了一个简单而又实用的方法:竖起一根半米长0.6毫米粗的碳纤维杆,碳纤杆的顶端用细线黏住苍蝇;然后驱赶苍蝇,并用摄像机记录下苍蝇拉动碳杆顶端的位移;最后根据该位移值和碳纤杆的刚度估算出苍蝇的拉力。实验结果发现,苍蝇飞行中的拉力可达到0.1克,其推重比(发动机推力与飞机重量之比)惊人地高,约为2.5,为美国最先进的第四代战机F22的2倍。

获得苍蝇发动机的推力数据后,接下来就要确定苍蝇飞机的构型,并计算飞机的升力、阻力。为此,同学们提出了三种方案:常规布局、三角翼和鸭式布局,并用气动软件估算了三种布局苍蝇飞机的升力和阻力。气动分析表明,三种方案均与发动机有很好的匹配性;飞行时,机翼可以获得相对较大的升力以及较小的空气阻力。

有了苍蝇引擎和飞机方案,用剪刀裁剪很轻的油封纸做出机体,并将苍蝇“引擎”和机体用0.5毫米粗的超细碳纤杆胶结,一架合格的苍蝇飞机就这样问世了。

课堂上沈海军教授亲自放飞了一架比一枚邮票还小的苍蝇动力飞机。该苍蝇飞机的重量约为0.04克,相当于一颗黄豆的重量;翼展1.2厘米,大小与五角硬币相当;飞机机体由油封纸裁剪、折叠而成。

“苍蝇,与人类相生相伴,维系了千万年。面对大自然残酷的生存法则,苍蝇练就了高超的飞行技能。苍蝇可以野外采集,也适于人工培育,是微型飞机性价比极高的引擎。”沈海军教授说,试想,如果在苍蝇飞机机体上写上标语、或者带上微生物,人类就可以利用它来传递信息、广告、表白,甚至传播细菌或生物信息素。为此,一些同学在苍蝇飞机机翼上写下了自己的豪言壮语:“同济航空,加油!”……

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本文来源:东方网


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