仿鸟扑翼的功率消耗研究

摘要

为了提高仿鸟扑翼飞机的能量利用率,找到其最佳能量消耗参数,在风洞中对不同来流速度下模型的扭矩与功率消耗两个重要物理量进行了测量,找出功率消耗随风速的变化关系。实验使用了一个曲柄连杆扑翼模型。模型的扑翼采用平面结构布局,并且具有一定柔性。实验分别测试模型在不同风速下扑翼扑动的需用扭矩和功率,结果显示在风速2~16 m/s之间,模型的扑动扭矩和功率随风速的增加都逐渐减小,其中需用扭矩最大减小量约为30%。这一发现可以降低扑翼机对发动机推重比的要求,也可以降低对扑翼材料的力学要求。这在一定程度上解释了鸟类迁徙节能的原因,也对扑翼飞机的发展具有一定促进作用。