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中国仿生扑翼飞行机器人:军事领域的创新与突破
www.wforum.com | 2024-08-03 14:34:00  启止1354 | 0条评论 | 查看/发表评论

  在当今俄乌冲突中,无人装备可谓风头正劲。从各类无人机到无人艇,在战场上各展其能。无论是军用级的察打一体无人机,还是民用改装的军用 FPV 穿越机,都在乌克兰战场的各条战线活跃着。而俄罗斯海军黑海舰队竟被乌军的自杀式无人艇冲击,约三分之一的作战舰艇被击沉,不得不转移驻地。然而,在中国,无人装备的发展已迈向新高度。我们不再局限于常规的无人机和无人艇,而是将目光聚焦于赋予其更先进的仿生技术。

  在解放军陆军步兵学院的全军“枪王挑战赛”中,海军参赛小队亮出了令人瞩目的“杀手锏”——仿生鹰雀。其中有体型较大的仿生鹰和相对较小的仿生雀。据军事分析人士称,中国在仿生无人机的研发与应用领域已领先全球,包括美国。从视频画面可见,这些仿生鹰雀能够由单兵携带并放飞,其尺寸和外形与真实的鹰雀极度相似,飞行时翅膀扇动和尾部姿态的变化逼真到以假乱真的程度。而且,它们在飞行中噪音极小,近乎静音,推测是采用了小巧的电机作为动力系统,由可更换的一次性电池或内置可充电电池供电。

  将鸟类仿生技术应用于军事领域,制成与真实鸟类相仿大小的仿生鹰雀后,其展现出两大关键价值:便携性强与隐蔽性好。在隐蔽性方面,又可细分为两点:一是其飞行动作接近真实鸟类,让人眼难以分辨;二是运转时声音低微甚至无声,难以被听觉察觉。这些特性在军事领域意义重大,能为士兵提供诸多便利,丰富战术战法。而中国为实现这些效果和战场价值,在鸟类仿生技术方面付出了诸多努力。

  国际上,无论是对鸟类还是飞行类昆虫的仿生人造飞行器,都被称为“扑翼飞行机器人”。其技术难点有三:动力系统、轻质材料和气动特性。动力方面,要让尺寸较小的扑翼飞行机器人在搭载光学探测、导航等载荷时仍保持良好飞行性能,且拥有较长飞行时间,这与动力系统的先进性紧密相关。它需要动力足够小但输出功率足够大,犹如一颗合格的“心脏”支撑着机器人。对于轻质材料,扑翼飞行机器人的身体和翅膀等部位需采用强度、韧度和寿命都很高的材质,以承受频繁的翅膀扑动动作,这是对材料学和材料工业的严峻考验。而气动特性方面,与固定翼飞机或旋翼机不同,鸟类或飞行类昆虫的气动特性是“非定常气动特性”,身体的弯曲、倾斜以及翅膀扑动角度的微调都会使其改变。要实现完美还原并达到欺骗人眼的效果,就需为扑翼飞行机器人配备先进传感器和可实时调节飞行姿态的飞控算法。

  毫不夸张地说,这三大技术难点每一个都如一座高山横亘在科技大国面前,然而中国已将其全部攻克,为部队提供了实用化装备,着实难能可贵。从目前报道来看,仿生鹰雀类扑翼飞行机器人主要用于航空侦察,尤其是凭借其良好的隐蔽和伪装效果进行抵近侦察。未来,它们还可能承担起类似小型自杀式无人机的任务,内部装填高能炸药,以鸟类外形迷惑目标,顺利接近并起爆。敌方对此类真假难辨的袭击很难有效防御,除非对“天上飞来的一切东西”都进行拦截,否则无法百分百避免遭袭。相比之下,鸟类扑翼飞行机器人在作战效能上似乎远强于很多自杀式无人机。若自杀式无人机是以量取胜,以“蜂群”形式让对手拦截不过来,那鸟类扑翼飞行机器人凭借其强大的伪装和隐蔽特性,在发动“独狼”式打击时,能获得极高的不被察觉和不被拦截效果。一具自杀式鸟类扑翼飞行机器人的战果,或许能赶上几架到十几架自杀式无人机以“蜂群”战术取得的战果。可以预见,大量运用仿生技术的扑翼飞行机器人,必将成为中国军队新的“力量倍增器”,在未来的军事舞台上绽放更加耀眼的光芒。

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