南昌航空大学硕士学位论文 第一章绪论 第1章 绪论 1.1引言 微型扑翼飞行器(Flapping-wing micro aerial vehicles)以其优良的机动性、低噪 音、低成本、携带方便、操作简单、可执行多种任务等功能，不论在军用还是民 用领域都具有十分重要、极其广泛的用途。在军用领域：可以在士兵班里进行 装配：可以在低空条件下进行敌情侦察及监视：可用在战争中进行危险评估、目 标搜索、通讯干扰等；可通过摄像机等进行红外或热成像侦察敌军建筑物内部的 情况，监测化学、核或生物武器等。在民用领域：可以在微型飞行器上配置相应 的传感器，用来搜寻灾难或战后的幸存者、检测危险建筑物内部是否存在有毒气 体或危险化学物质源、减轻人力消灭农作物害虫等。因为其有着成本低、质量轻、 体积小、隐蔽性好等优点，可以完成许多大型飞行器、机械设备和人工无法完成 的任务。 生物在经历了长期的进化过程之后，自然界的各种鸟类和昆虫们普遍采用了 扑翼这种优异的飞行方式。随着科技的发展，仿生学成为了一门新兴的学科。所 谓仿生学2，]就是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的特殊结构和优异功能来 研制机械或各种新技术的学科。根据仿生学和空气动力学方面的研究表明，对于 与鸟类和昆虫有着相似大小尺寸的微型飞行器，扑翼飞行相比于固定翼飞行和旋 翼飞行有着无法替代的性能和优势。它用较少的能量就可以进行长时间长距离的 飞行、加速或者悬停等动作，具有高度的机动性及灵活性4。仿生微型扑翼飞行 器模仿鸟类和昆虫，是一种新型的飞行器，基于这种原理设计制造的飞行微机器 人也被称之为“人工昆虫”问。 扑翼的飞行方式与飞行机理较之于固定翼和旋翼要复杂很多。近几十年 来，许多国家的科研机构和一些大学都致力于仿昆虫微型扑翼飞行器的研究，这 些研究在某些方面取得了一定的成果，但是总体而言这些研究仍然处于初级阶 段，人们还不能完全掌握飞行昆虫的飞行机理，因而缺乏相应的理论指导。对于 目前仿生微型扑翼飞行器的研究可以说还只是处于探索其飞行机理的阶段，由于南昌航空大学硕士学位论文 第一章 绪 论 1 第 1 章 绪 论 1.1 引言 微型扑翼飞行器(Flapping-wing micro aerial vehicles)以其优良的机动性、低噪 音、低成本、携带方便、操作简单、可执行多种任务等功能，不论在军用还是民 用领域都具有十分重要、极其广泛的用途[1]。在军用领域：可以在士兵班里进行 装配；可以在低空条件下进行敌情侦察及监视；可用在战争中进行危险评估、目 标搜索、通讯干扰等；可通过摄像机等进行红外或热成像侦察敌军建筑物内部的 情况，监测化学、核或生物武器等。在民用领域：可以在微型飞行器上配置相应 的传感器，用来搜寻灾难或战后的幸存者、检测危险建筑物内部是否存在有毒气 体或危险化学物质源、减轻人力消灭农作物害虫等。因为其有着成本低、质量轻、 体积小、隐蔽性好等优点，可以完成许多大型飞行器、机械设备和人工无法完成 的任务。 生物在经历了长期的进化过程之后，自然界的各种鸟类和昆虫们普遍采用了 扑翼这种优异的飞行方式。随着科技的发展，仿生学成为了一门新兴的学科。所 谓仿生学[2,3]就是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的特殊结构和优异功能来 研制机械或各种新技术的学科。根据仿生学和空气动力学方面的研究表明，对于 与鸟类和昆虫有着相似大小尺寸的微型飞行器，扑翼飞行相比于固定翼飞行和旋 翼飞行有着无法替代的性能和优势。它用较少的能量就可以进行长时间长距离的 飞行、加速或者悬停等动作，具有高度的机动性及灵活性[4]。仿生微型扑翼飞行 器模仿鸟类和昆虫，是一种新型的飞行器，基于这种原理设计制造的飞行微机器 人也被称之为“人工昆虫”[5]。 扑翼的飞行方式与飞行机理较之于固定翼和旋翼要复杂很多[6]。近几十年 来，许多国家的科研机构和一些大学都致力于仿昆虫微型扑翼飞行器的研究，这 些研究在某些方面取得了一定的成果，但是总体而言这些研究仍然处于初级阶 段，人们还不能完全掌握飞行昆虫的飞行机理，因而缺乏相应的理论指导。对于 目前仿生微型扑翼飞行器的研究可以说还只是处于探索其飞行机理的阶段，由于