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想象一下，在你頭頂、身旁飛過的，可能不是小鳥、昆蟲，而是飛行機器人，它像鴿子一樣在低空中滑翔、像蜻蜓那樣急轉直上、像蝴蝶一樣翩翩起舞，是不是超級炫酷！在電影《沙丘2》中，我們(men) 看到的未來式仿生撲翼機，其原型正是高效又靈活的蜻蜓，嚴(yan) 格來說這是一種仿生蜻蜓的撲翼機。
自然界一直都是人類產(chan) 生各種發明創造靈感的不竭源泉。我們(men) 都或多或少曾經幻想過自己能長出翅膀，像鳥兒(er) 一樣飛翔。自古以來，人們(men) 為(wei) 了飛上藍天，留下了不少神話傳(chuan) 說，進行了很多次飛行嚐試，但由於(yu) 早期的撲翼機都隻是在外形上簡單地模仿，結果當然都以失敗告終。後來，伴隨著內(nei) 燃機的發明和空氣動力學的完善，人類飛行的夢想由萊特兄弟發明的固定翼機實現，幾年後，旋翼機被發明出來。
但是，為(wei) 什麽(me) 我們(men) 直到現在仍很少看到撲翼機的身影呢？最關(guan) 鍵的原因就是關(guan) 於(yu) 力學的建模與(yu) 控製問題尚未取得突破。撲翼機是典型的非定常空氣動力學係統，與(yu) 平時常見固定翼機不同，它的飛行是通過機翼的撲動與(yu) 角度變換來獲得不恒定的升力和向前的推動力，並不是簡單地上下揮動翅膀就可以實現。
空中飛行大師——鳥類的飛行得益於(yu) 它的翅膀中有大幅度活動關(guan) 節的骨架、肌肉群，以及符合空氣流動原理的羽毛和脊髓神經控製係統的幫助。這讓鳥類可以靈活地根據氣流和生命活動需求，調整飛行姿勢。但科學界對於(yu) 鳥類的空氣動力學機製研究仍存在一定空白，難以構造精確的解析力學模型，這是我們(men) 要麵對的挑戰。
盡管如此，仍有航空人堅守著人類最初的飛行夢想。西北工業(ye) 大學的仿生飛行器研究團隊就一直在此領域深耕：今年3月，仿生撲翼機“小隼”一出現就驚豔了眾(zhong) 人，它采用了全新的驅動結構，具有目前同類飛行器中最像鳥類的飛行動作，能在撲動翅膀的同時聯動單側(ce) 翅膀收縮折疊，這讓它擁有更強的隱蔽性能。
相較於(yu) 固定翼機和旋翼機，撲翼機具有高氣動效率、高機動性、低噪聲等明顯優(you) 勢。消耗同樣的能量，撲翼機可以飛行得更遠，通過更複雜的地形，更悄無聲息地完成地形探索、目標追蹤、生態監測、軍(jun) 事偵(zhen) 察等，應用潛力巨大。
最精密的電腦比不過一隻蒼蠅的大腦，人類也從(cong) 未停止從(cong) 大自然中模仿創新。當前，撲翼機采用的機翼設計主要有單翼、弧麵翼、複雜翼等，相關(guan) 的飛行性能、操控性和電池續航力也各不相同。今年7月，北京科技大學研究團隊也取得重要成果，成功設計了一款翼展為(wei) 27厘米、重量僅(jin) 為(wei) 18克的微型仿生撲翼機，能夠實現在室內(nei) 自由可控飛行，並具備穩定懸停能力。
雖然距離實現規模應用還有一段路要走，但隨著更輕便、耐損耗的材料出現與(yu) 飛行理論的不斷完善，撲翼機終將在祖國的大地上展翅高飛，在環保、航空、國防等領域中發揮重要作用。
（作者係廣東(dong) 省科學院工業(ye) 分析檢測中心實驗員）
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