哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 内下扑越快，升力越大，但是通常鸟类都会选择省力的方式飞行，上扑过程无需 用力或只用很小的力，所以在一个扑动周期内，上扑相对下扑要快一些。这也是 为什么鸟类在起飞的时候扑动快，而平稳飞行是扑动相对较慢的原因。这种扑动 时间的不对称，能够使翅膀在一个扑动周期内有更长的时间承受来流，从而获得 较大的平均升力。 2.2昆虫飞行机理的分析 2.2.1昆虫翅膀的运动特征 昆虫的翅膀不能折叠，运动的方式相对单一，类似于划桨的动作。一个扑动 周期分为下扑和上扑(downstroke and upstroke)两个阶段，如图2-4所示。在两个扑 动转换之间，翅膀扭转倒转方向，使得在整个过程中始终是前缘是带动后缘扑动。 Flapping Cycle 图2-4昆虫一个周期的扑动 昆虫翅膀扑动时前缘扫过的面近似为一个平面，该平面称为扑动平面。正常 悬停时，扑动平面水平，弦线与扑动平面之间有一个迎角，约为35°，产生升力， 上扑和下扑的运动基本相同，只是方向相反。扭转角度幅度约为110°，扑动角度 约为120°，上下扑动的转换时间约为1/5周期，在扑动过程中可认为翼展不变化， 翼尖轨迹是一个球面8字。昆虫通过改变扑动平面的倾角来完成前飞和侧飞，类 似直升机的控制，倾角通常比较大，跟飞行速度有关系。扑动平面倾斜，下扑时 机翼小迎角拍下，主要产生升力，上扑时机翼相对气流的迎角大于90°，主要产 生推力和较小的负升力，上扑和下扑具有不同的有效翼展。如图2.5所示为昆虫扑 动时的弦线轨迹示意图，)为前飞时的情况，可以看出有效翼展的不同，b)为悬停 时的情况，时间说明了平动与转动的关系。 -14-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 -14- 内下扑越快，升力越大，但是通常鸟类都会选择省力的方式飞行，上扑过程无需 用力或只用很小的力，所以在一个扑动周期内，上扑相对下扑要快一些。这也是 为什么鸟类在起飞的时候扑动快，而平稳飞行是扑动相对较慢的原因。这种扑动 时间的不对称，能够使翅膀在一个扑动周期内有更长的时间承受来流，从而获得 较大的平均升力。 2.2 昆虫飞行机理的分析 2.2.1昆虫翅膀的运动特征 昆虫的翅膀不能折叠，运动的方式相对单一，类似于划桨的动作。一个扑动 周期分为下扑和上扑(downstroke and upstroke)两个阶段，如图 2-4 所示。在两个扑 动转换之间，翅膀扭转倒转方向，使得在整个过程中始终是前缘是带动后缘扑动。 图 2-4 昆虫一个周期的扑动 昆虫翅膀扑动时前缘扫过的面近似为一个平面，该平面称为扑动平面。正常 悬停时，扑动平面水平，弦线与扑动平面之间有一个迎角，约为 35°，产生升力， 上扑和下扑的运动基本相同，只是方向相反。扭转角度幅度约为 110°，扑动角度 约为 120°，上下扑动的转换时间约为 1/5 周期，在扑动过程中可认为翼展不变化， 翼尖轨迹是一个球面 8 字。昆虫通过改变扑动平面的倾角来完成前飞和侧飞，类 似直升机的控制，倾角通常比较大，跟飞行速度有关系。扑动平面倾斜，下扑时 机翼小迎角拍下，主要产生升力，上扑时机翼相对气流的迎角大于 90°，主要产 生推力和较小的负升力，上扑和下扑具有不同的有效翼展。如图 2.5 所示为昆虫扑 动时的弦线轨迹示意图，a)为前飞时的情况，可以看出有效翼展的不同，b)为悬停 时的情况，时间说明了平动与转动的关系