編者按 11月17日，第十五屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)在廣東珠海落下帷幕。本屆航展匯聚了陸海空多領(lǐng)域的高精尖裝備，本報(bào)邀請(qǐng)專家就仿生撲翼飛行器與反無人系列裝備撰寫文章，與讀者分享。

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抬頭仰望天空，倏忽間，一只大“鳥”凌空而過。但你有沒有想過，這可能并不是一只真正的鳥，而是仿生撲翼飛行器。

近日，在第十五屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，由北京科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)，展翅達(dá)到1.8米的“老鷹”仿生撲翼飛行器引發(fā)關(guān)注。仿生撲翼飛行器是模仿鳥類或者昆蟲所設(shè)計(jì)的新概念飛行器，其仿生程度高、隱蔽性強(qiáng)，更適用于遂行低空偵察、目標(biāo)監(jiān)視等多樣化任務(wù)。這種新概念飛行器將在反恐戰(zhàn)場(chǎng)發(fā)揮獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

不受場(chǎng)地限制，適用反恐戰(zhàn)場(chǎng)

在反恐作戰(zhàn)中，恐怖分子大多藏匿于堅(jiān)固工事、城市街區(qū)、荒野山林之中，作戰(zhàn)環(huán)境復(fù)雜、敵暗我明、易守難攻，實(shí)施地面機(jī)動(dòng)、監(jiān)視偵察、通信聯(lián)絡(luò)、運(yùn)輸補(bǔ)給難度較大，特戰(zhàn)隊(duì)員傷亡概率增加。

相對(duì)于傳統(tǒng)固定翼類與旋翼類，仿生撲翼飛行器具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、質(zhì)量輕便、偽裝性好、噪音較低和能耗較少等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)方式與鳥類和昆蟲非常類似，單憑肉眼幾乎無法分辨，這就為它們執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)偵察、情報(bào)收集、通信中繼，乃至攜帶爆炸物發(fā)動(dòng)精確攻擊等任務(wù)提供了得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。尤其在反恐作戰(zhàn)中，仿生撲翼飛行器不易被恐怖分子發(fā)現(xiàn)，可以有效隱蔽作戰(zhàn)意圖，提升作戰(zhàn)效能。

仿生撲翼飛行器可以手拋起飛、滑翔降落，因此，它的起降不受場(chǎng)地限制，能夠快速部署在野外山地、城市街區(qū)等多種復(fù)雜環(huán)境中。在惡劣天氣條件下，如低溫、高海拔地區(qū)，它均展現(xiàn)了出色的反恐戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)性。

過于逼真，曾引真鳥伴飛

無論是對(duì)鳥類還是對(duì)飛行類昆蟲的仿生，其技術(shù)難點(diǎn)主要圍繞動(dòng)力系統(tǒng)、輕質(zhì)材料和氣動(dòng)特性三個(gè)方面。

如何讓小巧的撲翼飛行器在搭載了光學(xué)探測(cè)、導(dǎo)航和其他載荷的情況下，依然保持良好的飛行性能？哪種材料才能使飛行器的“身體”和“翅膀”等部位，經(jīng)受住頻繁的撲動(dòng)動(dòng)作？面對(duì)“身體”的彎曲和傾斜、“翅膀”撲動(dòng)的細(xì)微角度變化，飛行器如何保持氣動(dòng)特性？

若想做到完美仿生，尤其是達(dá)到足以欺騙人眼的效果，就需要為撲翼飛行機(jī)器人賦予先進(jìn)的傳感器和可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)飛行姿態(tài)的飛控算法。

西北工業(yè)大學(xué)研制的“云鸮（xiāo）”仿生撲翼機(jī)采用鳥類流線型機(jī)身，機(jī)架采用碳纖維復(fù)合材料，機(jī)翼由平面連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，翼展約為0.6米，重量約220克，可實(shí)現(xiàn)自主起飛與自主巡航，機(jī)載微型攝像機(jī)可實(shí)時(shí)獲取并傳輸?shù)孛鎴D像信息，實(shí)現(xiàn)偵察功能，創(chuàng)造了2小時(shí)34分38秒的撲翼式無人機(jī)單次充電飛行時(shí)間的吉尼斯世界紀(jì)錄。2023年，同一團(tuán)隊(duì)研制的“信鴿”撲翼無人機(jī)以3小時(shí)5分鐘30秒再次刷新紀(jì)錄。據(jù)該團(tuán)隊(duì)成員介紹，由于“信鴿”過于逼真，在試飛中經(jīng)常引來真的鳥類伴飛，甚至遭到過老鷹的襲擊。這些成果為軍事領(lǐng)域情報(bào)偵察提供了新的解決方案。

蝴蝶、蜜蜂、魔鬼魚，仿生形態(tài)更多樣

隨著前沿技術(shù)的不斷發(fā)展，仿生蝴蝶、仿生螞蟻、仿生魚等裝備相繼問世，各種“形神兼?zhèn)洹钡姆律淦鲗㈥懤m(xù)出現(xiàn)在反恐戰(zhàn)場(chǎng)。

美國(guó)佐治亞理工學(xué)院研制的仿昆蟲微型撲翼飛行器“Entomopter”，其機(jī)翼與蝴蝶翅膀類似，依靠“往復(fù)式化學(xué)肌肉”驅(qū)動(dòng)。它可以直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，且能量轉(zhuǎn)換效率較高。

德國(guó)自動(dòng)化巨頭Festo曾發(fā)布一款震撼業(yè)界的產(chǎn)品——蜜蜂無人機(jī)。這個(gè)“小家伙”體長(zhǎng)僅220毫米，翼展240毫米，重量更是輕至34克。它雖然“嬌小”，卻集成了無數(shù)尖端技術(shù)，機(jī)身采用選擇性激光燒結(jié)3D打印工藝制造，材料輕盈，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度前所未有；運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包含無刷電機(jī)、伺服舵機(jī)等精密部件，動(dòng)力強(qiáng)勁，控制精準(zhǔn)；分布式集群算法賦予其蜂群般的自組織能力，可實(shí)現(xiàn)零碰撞編隊(duì)飛行；深度學(xué)習(xí)算法讓其具備類似昆蟲的感知決策能力，可自主規(guī)避障礙。這只“蜜蜂”不僅能靈活自如地飛行，更具備集群互動(dòng)的能力，標(biāo)志著仿生微型飛行器達(dá)到一個(gè)新的里程碑。

在2024年的第九屆中國(guó)（北京）軍事智能技術(shù)裝備博覽會(huì)上，中國(guó)版“蝠鲼（fèn）”仿真機(jī)器人BM-1800亮相。它的設(shè)計(jì)靈感源于蝠鲼，俗稱魔鬼魚，具備水下隱蔽行動(dòng)的能力。它是一個(gè)大型無人潛航器平臺(tái)，采用整體開放、局部密封的設(shè)計(jì)理念，有效提升了平臺(tái)的作業(yè)深度，具有低噪音、長(zhǎng)續(xù)航、速度快、機(jī)動(dòng)靈活、智能化等特點(diǎn)?！膀瘀鳌毙头律鷻C(jī)器人還可以配備攝像機(jī)、照明燈、前視聲吶、機(jī)械臂等裝置，未來可以在海上反恐領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。

（作者單位：武警湖北省總隊(duì)武漢支隊(duì)）

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