拍打翅膀的飞行器盘旋和飞行

生活尺寸的蜂鸟类无人监控飞机重量是一盎司的三分之二，包括电池和摄像机。

纳米蜂鸟(图1)是一种微型飞机，由美国国防高级研究计划局(DARPA)资助的纳米飞行器(NAV)计划开发。美国国防部高级研究计划局(DARPA)的成立是为了防止战略突袭对美国国家安全造成负面影响，并通过保持美军的技术优势，为W.S.对手制造战略突袭。该机构依靠不同的执行者应用多学科的方法，通过基础研究推进知识，并创造创新技术，通过应用研究解决当前的实际问题。

对于纳米蜂鸟项目，努力的技术目标由DARPA作为飞行试验里程碑，以便在合同努力结束时实现。纳米蜂鸟遇到了所有 - 并超过了许多里程碑（见侧边栏），即使目标永远不会完全复制蜂鸟，而是从其显着的飞行品质中学习，然后开发一架会看起来，飞翔，飞声音尽可能像真正的蜂鸟。

通过Aerovionment Inc.（蒙罗维亚，加利福尼亚州）完成了超过百分之九十的飞机及其支持系统的设计和制造。该项目的目的是尽可能多地使用尽可能多的现成部件。完成项目的挑战是提供使用双翼扑翼工艺提供控制的精确悬停和快速飞行，该翼展也将其能源和摄像机作为有效载荷。

在这个项目的这个阶段，纳米蜂鸟能够垂直攀爬和下降，左右飞翔，向前和向后飞行，以及顺时针和逆时针旋转，一切都在遥控下。原型是手工制作的，具有16厘米（6.5英寸）尖端的翅膀，总重量为19克（2/3盎司），其小于共同AA电池的重量。

原型机包括飞行所需的所有系统:电池、发动机、通信系统和摄像机。它还可以安装一个可拆卸的身体整流罩，它的形状看起来像一只真正的蜂鸟。尽管这架飞机比一般的蜂鸟更大更重，但它仍然比目前自然界中发现的最大的蜂鸟更小更轻。

最终纳米蜂鸟的典型飞行耐力在5分钟至11分钟之间，这取决于飞机如何装备电池和有效载荷。预计计划的重量减少和系统效率改进，飞行持久性能有效地增加。

蜂鸟具有板载稳定性和控制系统，可无缝且简单地远程悬挂飞行飞行飞向飞行飞行。它配置有一个微型彩色摄像机，在飞行期间将连续实时视频发送到导频操作员，并显示在手控制单元的小型液晶屏上。在未来，航空运输计划开发碰撞避免能力，以允许半自动室内飞行，视频辅助导航;GPS辅助导航和远程通信。

在保持刚度和精确度的同时花费小型化扑除和控制机制的大量努力。在结构上和空气动力学上，拍打翼设计受到扑振运动的不稳定方面的严重影响。系统的运动学中大量可能的自由度使设计问题成为一个复杂的。尽管如此，基于早期的奥尼托翼设计研究，最终使用了一种柔性膜，使机翼被动地变形，因为翼形的主动控制是不可行的。

翼的定量分析基于每个电机轴功率的推力的度量，因为机构功耗与空气动力不易分离。因此，轴功率由电机输入电压和电流转换，使用麦克逊精密电机（秋季河流）制造的驱动电机良好测试的型号。一般是
vendors and component part numbers are held as confidential, but according to Matthew Keenon, Nano Air Vehicle Project Manager, “We can say that the main propulsion motor was supplied as a stock part from maxon precision motors, we just can’t say which model was selected at this time.”

Maxon Motors为其客户提供了一系列完整的DC刷和直流无刷电机可供选择。是什么让它们独特的是它们能够将非齿性无刷直流电动机提供低至不到6毫米。因为它们的电机为速度比率提供高扭矩和低功耗版本，因此对于从医疗和航空航天到机器人和消费产品的田地中的独特应用是理想的。他们的电机用于纳米蜂鸟，效率和寿命，以及其他关键特征。

最终的基于串的张开机构使用由MaxOn电机驱动的连续旋转曲轴。曲轴上的销（图2a和b）附接到两个弦，每个串连接到安装在机翼铰链翼轴上的两个滑轮。当电动机转动曲轴时，滑轮振荡。连接到滑轮的两个额外条带使它们保持（和翅膀）在阶段匹配。这种设计有助于最小化振动并最大化推力。

总而言之，纳米蜂鸟是一个成功的项目，不断受调整和创新。自成立以来，Aervironment已经参与了该项目，并且对这项技术的进展感到兴奋。

图片:

• 纳米蜂鸟的技术目标实现了:
  • 在虚拟两米直径球体内显示精确的悬停飞行一分钟。
  • 在风阵飞机中证明了悬停稳定性，需要飞机悬停并耐受每秒两米（每小时5英里的每小时）风阵风，而不会漂移不超过一米。
  • 演示了在没有外部电源的情况下持续悬停8分钟。
  • 飞行并演示了可控制的过渡飞行，从悬停到每小时11英里的快速前进飞行，再回到悬停飞行。
  • 通过正常大小的门口展示从户内到室内和背面的飞行。
  • 展示了在室内的“头脑”，飞行员只在飞机上看飞机的时候，在从飞机上看实时视频图像流，而不直接地看或倾听飞机。
  • 用鸟形身体和鸟形翅膀飞行飞机。