从幻想到空中翱翔
王根旺 王根旺

从幻想到空中翱翔

20130309_TQP011_0 (1)

无人驾驶滑翔机:动力无人机已成明日黄花。最新式的无人驾驶飞机仅借助于空气就能漂浮在空中,因而滞空时间要远超动力无人机。

尽管滑翔的姿态的确优美,迄今为止人们还只是将其用在娱乐飞行项目中。但在研究人员的努力下,无人驾驶飞机的性能不断提高,这种状况也正在改变。小型无人驾驶滑翔机的滞空时间很快就能达到数周时间,可用于通信中继和对地面状况的持续监视,甚至可以飞越数千公里的洋面追踪海洋中的动物。

“泰洛士”——长时滞空无人驾驶战术飞行系统(TALEUAS)就是这样一种类型的滑翔机。该机由位于加利福尼亚洲蒙特雷市的海军研究生学院研制,采用手掷的方式起飞。“泰洛士”升空后需要一部电动螺旋桨助推飞行。但达到一定高度后,这架飞机就只需借助被称为热气流的向上流动的温暖空气而飞行整整一个白天。

“泰洛士”遇到一股热气流后能察觉到其升力,然后就开始盘旋飞行以利用这股上升的气流。兀鹫与苍鹰都采用这种飞行策略。凯文?琼斯(Kevin Jones)是这个项目的研发负责人,他说自己经常看到“泰洛士”与这些猛禽一同在上升的热气流中盘旋。有时这些大鸟也想同无人机一道盘旋,但感到上升气流太弱,难以支撑自己的身躯。而这架无人机的滑翔效率要超过这些鸟类,因而依然能够自由翱翔。

“泰洛士”机载电子设备及仪表目前靠电池驱动,供电时限是对这款机型滞空时间的唯一限制。然而琼斯博士和他的研发团队正在机翼上覆上太阳能电池板,用锂离子电池取代锂聚合物电池,这样白天电池板将阳光转化为电能,而锂离子电池能储存足够的电能供飞机在夜晚使用。一旦这些改造工作完毕,“泰洛士”就可以长久地漂浮在空中,不受时间限制。

然而,“泰洛士”能否翱翔天空首先取决于能否找到可以利用的热气流。罗克?曼勒研究公司(Roke Manor Research)是一家英国企业,该公司希望无人机能主动搜寻,在最可能出现的地区找到上升气流。迈克?胡克(Mike Hook)是负责这个项目的研发负责人,他与其研发团队除了寻找热气流之外,也在寻找地形抬升和背风波现象。风刮过山脊就会产生地形抬升;大风直接刮向山岭则产生背风波。他们研发的软件综合了数种方法来寻找上升气流。这套软件通过分析地形地貌来做出判断。平原地区可能产生热气流,而山脊则可能出现地形抬升。这套软件还使用摄像机来寻找快速上升的热气流产生的积雨云。

然而无人驾驶滑翔机领域最雄心勃勃的研发当归人造信天翁项目了。该项目由位于马萨诸塞州的伍兹霍尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的菲利普?理查森(Philip Richardson)发起。这种人造大鸟使用一种叫做动力滑翔的技术,就如同自然界的信天翁一样,通过驾驭风的切变翱翔空中。风切变(wind shear)是指风速在不同高度上的突然变化。

即使洋面上数米高度狂风劲吹,海洋表面的空气也非常平静,因而信天翁可以像风筝在微风中升起一样慢慢升高,然后向任意方向滑下。通过重复这种飞行方式,信天翁可以不用扇动翅膀地飞行数千公里。无论风向如何,信天翁都可以通过这种方式飞往任何地方。理查森博士希望他的人造大鸟能够模仿这种飞行方式。如果他成功了,就肯定能打破目前重于空气的人造物漂浮空中的所有纪录。

Via ? ? ECO中文网

 

幻想 现实
赞(...)
文章评论
匿名用户
发布