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航空仿生學(xué):送貨無人機(jī)如何用“鳥腿”起飛?

問:那么與其它系統(tǒng)相比,您的設(shè)計(jì)方案又有哪些優(yōu)勢(shì)?

matthew whalley:不能一概而論,取決于特定任務(wù)與系統(tǒng)場景。但總的來說,我們的的效能比混合無人機(jī)高出10%。當(dāng)然,這同樣取決于實(shí)際任務(wù):如果只是進(jìn)行低速測(cè)量任務(wù),那么我們的效能優(yōu)勢(shì)將在10%以內(nèi)。我們的無人機(jī)真正出彩的地方在于遠(yuǎn)程送貨或者高速先進(jìn)類任務(wù),因?yàn)樗軌蛞?50%于傳統(tǒng)固定翼無人機(jī)的速度巡航,且能耗水平與后者基本持平。這意味著能夠更快完成送貨行動(dòng),更快響應(yīng)緊急情況,這正是我們相較于混合無人機(jī)產(chǎn)品的核心優(yōu)勢(shì)。

問:為什么您的無人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的巡航速度?

matthew whalley:與大多數(shù)固定翼無人機(jī)相比,我們的巨大優(yōu)勢(shì)來自于發(fā)動(dòng)機(jī)布局。我們?cè)O(shè)計(jì)出了一種最適合高速飛行的無人機(jī),加上它本身就能配合吹翼設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)超低速飛行,因此其仍然可以實(shí)現(xiàn)低速進(jìn)場,并利用自動(dòng)駕駛儀輕松完成降落。這是我們的主要優(yōu)勢(shì)之一——能夠在高速先進(jìn)時(shí)保持最佳狀態(tài),同時(shí)憑借著機(jī)翼與發(fā)動(dòng)機(jī)布局實(shí)現(xiàn)低速機(jī)動(dòng)能力。

問:這套系統(tǒng)也可以用來著陸,對(duì)吧?

matthew whalley:是的,你可以試想一下鳥類是如何著陸的,或者說懸掛式滑翔機(jī)是如何著陸的——基本上,我們會(huì)快速降低飛機(jī)行進(jìn)速度,導(dǎo)致機(jī)翼失速并將飛機(jī)整體作為風(fēng)阻制動(dòng)器。當(dāng)?shù)竭_(dá)極低的高度與速度水平時(shí),駕駛者會(huì)再次啟用動(dòng)力,從而阻止飛機(jī)以更快的速度墜向地面。我們的發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)身布局擁有一大核心優(yōu)勢(shì),其喇叭形的設(shè)計(jì)在失速狀態(tài)下仍然能夠產(chǎn)生相當(dāng)可觀的上升力。雖然不足以繼續(xù)保持飛行,但卻足以將下降的加速度控制在極低的水平。因此,即使我們處于下降過程,機(jī)身也只會(huì)緩慢地向地面下沉。而后,我們將腿部結(jié)構(gòu)部署在飛機(jī)下方,其負(fù)責(zé)充當(dāng)減震器以抵消最后一點(diǎn)剩余的動(dòng)能——而非依靠發(fā)動(dòng)機(jī)拉平。

問:降落部分到底有多重要?

matthew whalley:就我個(gè)人來講,降落過程是最重要的一環(huán),特別是考慮到無人機(jī)攜帶的貨物可能易碎又重要。在我看來,血液樣品之類的東西絕對(duì)不應(yīng)該以降落傘的方式投遞,用戶希望送貨及時(shí)、準(zhǔn)確且安全。

問:在配合實(shí)際載重后,這種著陸方式真的能夠順利起效嗎?

matthew whalley:當(dāng)然,我們對(duì)于這種著陸方案信心滿滿。

問:那么,您的設(shè)計(jì)中是否存在短板?例如,腿部結(jié)構(gòu)是否給無人機(jī)增加了較大的額外重量,或者說自動(dòng)駕駛儀是不是非常復(fù)雜?

matthew whalley:我們的設(shè)計(jì)方案確實(shí)存在一大缺陷,就是無人機(jī)自身無法懸停。在某些任務(wù)——雖然數(shù)據(jù)不多——當(dāng)中,用戶希望無人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)懸停。但抱歉,我們的產(chǎn)品并非為此類場景所設(shè)計(jì)。至于你提到的其它問題,是的,這款無人機(jī)的腿部結(jié)構(gòu)確實(shí)有一定份量,不過可以忽略不計(jì),因?yàn)樗闹亓颗c大型遙控飛機(jī)的可伸縮底盤系統(tǒng)差不多。另外,雖然這款無人機(jī)的飛行相當(dāng)復(fù)雜,但絕對(duì)不比目前市面上在售的其它同類產(chǎn)品更難上手。

問:您能談?wù)勀硐氘?dāng)中的飛行速度、飛行范圍以及載重能力目標(biāo)嗎?

matthew whalley:目前我們正在打造公司的第一款飛機(jī),預(yù)計(jì)它會(huì)是計(jì)劃內(nèi)各版本中體積最小的一款,也就是sparrow。巡航速度為 120 km/h,能攜帶 2 公斤的負(fù)荷,飛行時(shí)間能達(dá)到一小時(shí)。未來,我們計(jì)劃設(shè)計(jì)放大版本,翼展達(dá)到 6 米,負(fù)荷達(dá)到 100 公斤。

后記:whalley告訴我們,passerine公司將在2019年第二季度啟動(dòng)試點(diǎn)項(xiàng)目——在非洲的多個(gè)區(qū)域部署實(shí)際任務(wù)。目前他們?nèi)匀辉谶M(jìn)行飛行周期測(cè)試(即起飛與降落),但 whalley 預(yù)計(jì)這項(xiàng)工作再有一到兩個(gè)月就能夠徹底完成。

無人機(jī)有可能在不久的將來成為非洲土地上重要的物流交付工具。據(jù)我們觀察,針對(duì)非洲這類較為落后的地區(qū),在無基礎(chǔ)設(shè)施范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)起飛與降落操作將成為無人機(jī)的核心發(fā)展目標(biāo)。passerine公司當(dāng)然不是唯一一家意識(shí)到問題重要性的無人機(jī)廠商,但他們確實(shí)是最具創(chuàng)新性的廠商之一。

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