哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 中转。扑翼飞行器即可做一个小型的飞行式中继站，来完成信号的中转放大。同 样，扑翼飞行器可以实现很好的潜入实施电子干扰，功率不足可以通过增加飞行 器的数量来弥补。在一些特种作战环境下，人们无法直接进入，比如说核环境、 生化环境以及一些建筑物的内部，扑翼飞行器则可以轻松的进入，并且可以较长 时间的停留进行采样、监测和引导等任务。 在民用领域，扑翼飞行器也具有广泛的用途，比如环境监测、航空测绘、农 业勘测、灾情监测、道路监控、野外搜救、城区监视和机场驱鸟等 扑翼飞行器的设计，是一个多学科交叉的研究过程。其研制不仅会助推扑翼 空气动力学的发展，还涉及到许多相关领域的关键技术6)，例如新型材料、部件 微型化、微型动力源、自主控制及数据通信等。扑翼飞行器在研究中对尺寸和质 量做了规定，这要求除了采用新型轻质材料，还要使机载控制部件如控制板、制 动器、陀螺仪、摄像头等在满足要求的情况下不断缩小尺寸。目前已有学者采用 电热记忆材料进行折叠翼的研究1]，在微电机领域，出现了尺寸更小重量更轻的 直线电机，输出端输出往复的直线运动，适合研究尺寸更小的微扑翼飞行器。 扑翼飞行器是微型侦察机发展的新趋势，对新技术和气动理论的发展都有巨 大的推动作用，其研制不论在军事还是在民用领域，都具有重要的战略意义。 1.2国内外的研究现状 自从上世纪九十年代提出微型飞行器的概念之后，美国、德国、荷兰、日本、 印度、以色列等国家都相继成立了专项研究机构，投入大量科研经费，开展微型 飞行器及相关技术的研究，并且都取得了不小的成果18,1]。起初的研究重点主要 放在了固定翼和旋翼飞行器上，随着样机尺寸的越来越小，扑翼开始受到重视并 迅速发展。美国由于DARPA、NASA以及军方的资助，与大学、科研机构以及公 司合作研发，发展最快。我国的研究主要在一些高校进行，也都有可飞行的记录， 在样机研究和气动理论方面都相应的取得了不少成果。 1.2.1国外研究现状 扑翼样机的出现基本上都是上世纪90年代开始的，这是由工业技术和扑翼空 气动力学的发展水平决定的。其中有一些国家还进行了载人扑翼的研究，加拿大 多伦多大学研制的载人扑翼机，在1991年进行了该机14模型概念机的试飞，并 取得成功，美国FI组织认为这是第一次遥控机械驱动扑翼机的成功飞行202。 此后随着微型飞行器概念的提出，各国纷纷展开了小尺寸扑翼的研究。哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 -4- 中转。扑翼飞行器即可做一个小型的飞行式中继站，来完成信号的中转放大。同 样，扑翼飞行器可以实现很好的潜入实施电子干扰，功率不足可以通过增加飞行 器的数量来弥补。在一些特种作战环境下，人们无法直接进入，比如说核环境、 生化环境以及一些建筑物的内部，扑翼飞行器则可以轻松的进入，并且可以较长 时间的停留进行采样、监测和引导等任务。 在民用领域，扑翼飞行器也具有广泛的用途，比如环境监测、航空测绘、农 业勘测、灾情监测、道路监控、野外搜救、城区监视和机场驱鸟等[15]。 扑翼飞行器的设计，是一个多学科交叉的研究过程。其研制不仅会助推扑翼 空气动力学的发展，还涉及到许多相关领域的关键技术[16]，例如新型材料、部件 微型化、微型动力源、自主控制及数据通信等。扑翼飞行器在研究中对尺寸和质 量做了规定，这要求除了采用新型轻质材料，还要使机载控制部件如控制板、制 动器、陀螺仪、摄像头等在满足要求的情况下不断缩小尺寸。目前已有学者采用 电热记忆材料进行折叠翼的研究[17]，在微电机领域，出现了尺寸更小重量更轻的 直线电机，输出端输出往复的直线运动，适合研究尺寸更小的微扑翼飞行器。 扑翼飞行器是微型侦察机发展的新趋势，对新技术和气动理论的发展都有巨 大的推动作用，其研制不论在军事还是在民用领域，都具有重要的战略意义。 1.2 国内外的研究现状 自从上世纪九十年代提出微型飞行器的概念之后，美国、德国、荷兰、日本、 印度、以色列等国家都相继成立了专项研究机构，投入大量科研经费，开展微型 飞行器及相关技术的研究，并且都取得了不小的成果[ 18,19]。起初的研究重点主要 放在了固定翼和旋翼飞行器上，随着样机尺寸的越来越小，扑翼开始受到重视并 迅速发展。美国由于 DARPA、NASA 以及军方的资助，与大学、科研机构以及公 司合作研发，发展最快。我国的研究主要在一些高校进行，也都有可飞行的记录， 在样机研究和气动理论方面都相应的取得了不少成果。 1.2.1 国外研究现状 扑翼样机的出现基本上都是上世纪 90 年代开始的，这是由工业技术和扑翼空 气动力学的发展水平决定的。其中有一些国家还进行了载人扑翼的研究，加拿大 多伦多大学研制的载人扑翼机，在 1991 年进行了该机 1/4 模型概念机的试飞，并 取得成功，美国 FAI 组织认为这是第一次遥控机械驱动扑翼机的成功飞行[20,21]。 此后随着微型飞行器概念的提出，各国纷纷展开了小尺寸扑翼的研究