近日法國國防部發布消息稱,法軍目前正在推進一個名為“BIOFLY”的仿生無人機研發項目,旨在打造一款操作靈活、隱身性能較強的撲翼式無人飛行器。
撲翼式飛行器,指的是模仿鳥或昆蟲飛行方式研制的飛行器,能靠拍打翅膀來獲得升力和推力。隨著微加工技術、微機電技術、仿生技術的發展,各國科研人員在成功研制出一系列大型飛行器的同時,正越來越多地將目光投向撲翼式飛行器。與旋翼式無人機或固定翼無人機相比,撲翼式無人機體積小、重量輕、隱蔽性好、行動靈活,在軍用和民用兩大領域都有廣闊發展前景。
撲翼式無人機的核心在于仿真。這種仿真不只是借鑒鳥和昆蟲的飛行原理,還包括模仿鳥和昆蟲的肢體結構、外形特征,以期達到全方位仿真的效果。一旦研發成功,撲翼式無人機將能像鳥和昆蟲一樣,輕松完成上升、懸停、前進、俯沖等動作,大自由度地完成無人機姿態調整。對鳥或昆蟲骨架結構的研究與效仿,噴涂隱身材料,甚至直接采用生物的某些部位實體,使這類無人機的“迷惑性”更強,不僅能夠瞞過人的眼睛,甚至可以混跡于鳥群之中。
當前的撲翼式無人機主要包括仿昆蟲設計和仿鳥類設計兩種。昆蟲體型小、噪聲低,飛行軌跡復雜多變,能夠快速轉彎、懸停飛行。仿昆蟲設計的撲翼式無人機通常采用碳纖維、液晶聚合物、定向聚丙烯等輕型材料來打造機翼,以達到輕巧靈活的目的。法國工程師設計的仿蝴蝶無人機“MetaFly”,重量不到10克,既能在戶外飛行,也能在室內上下翻飛。英國一家公司從蜻蜓身上獲得靈感,研制出一款能夠在高陣風條件下飛行的撲翼式無人機“Skeeter”?!癝keeter”不僅能夠民用,還獲得英國國防部的撥款,正加快其軍事化進程。
仿鳥類設計的撲翼式無人機則考慮到了飛行器的續航力。同樣采用輕量化材料,使無人機的翅膀“輕如鴻毛、薄如蟬翼”。體型略大的仿鳥類撲翼式無人機可容納更大容量的電池,擁有更長續航時間。2005年,美國國防部高級研究計劃署啟動了一個與“蜂鳥”類似的超微型軍用撲翼式無人機研制項目,旨在對洞穴或地道等狹小地區的情況進行偵察或監視?!胺澍B”超微型無人機能以每秒數米的速度向前飛行,可抵抗2.5米/秒的微風。斯坦福大學以鴿子為原型,制造出一款雙翼由鴿子羽毛組成的無人機。該款無人機能夠在空中滑翔,并通過收縮、伸展翅膀完成轉彎、爬升等動作。
當前,戰場環境更加復雜。過去的一些空中偵察裝備已無法應對來自戰場生存力方面的考驗。撲翼式無人機或可憑借其難以分辨、攜帶方便等優勢,成為一款適用于現代戰場的偵察裝備。尤其是隨著巷戰、特種作戰發生概率增大,撲翼式無人機在狹小空間作戰方面有相當大的發展潛力。盡管在撲翼式無人機研制方面,各國還處于起步階段,但隨著材料學、空氣動力學、人工智能等方面研究的深入,撲翼式無人機從技術成熟到投入戰場,這一目標的實現或許就在眼前。