哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 第1章 绪论 1.1课题的背景和意义 自从上世纪初莱特兄弟成功制造第一架滑翔机以来，经过了一个多世纪的 研究与发展，人类制造的飞行器却仅局限于固定翼与旋翼两种类型，而自然界 中无论是鸟类还是昆虫类的飞行均无一例外的属于扑翼类。随着对生物飞行机 理的认识和微电子机械技术(MEMS)、空气动力学以及新型材料等的快速发展， 仿生微扑翼飞行器目前己成为一个新的研究热点。由于其在军事和民用上均具 有广泛的应用前景，国外许多研究机构都已在这方面进行了研究，如美国加州 大学伯克利分校、日本东京大学等都已经在这个领域进行了深入的研究探索工 作，并且国内的一些科学家们也开始了这方面的相关基础性研究山。 仿生微扑翼飞行器是一种模仿鸟类或昆虫飞行，基于仿生学原理设计制造 出来的新型飞行器。该类飞行器若研制成功，那么与固定翼和旋翼飞行器相比， 它便具有独特的优点可：如原地或小场地起飞，极好的飞行机动性和空中悬停 性能以及飞行费用低廉，它将举升、悬停和推进功能集于一扑翼系统，可以实 现用很小的能量进行长距离飞行，因此更适合在长时间无能源补充及远距离条 件下执行任务。 在当今战场上，第一空间指陆地，第二、三、四空间分别指海洋、空中、 字宙，在离地面300米以下的边缘空间一超低空空间叫做第五空间，这一空 间是雷达致盲区，有利于达成作战行动的突然性：而且还是防空火力网的“黑 洞”，各军事强国都在致力于这一空间的争夺刷。而仿生微扑翼飞行器通常具 有尺寸适中、便于携带、飞行灵活、隐蔽性好等特点，因此在这一空间，微扑 翼飞行器能完成许多其他飞行器所无法执行的任务4，如低空侦察、实施突袭、 城市作战、信号干扰、生化探测、通信中继等。 除了在国防领域诱人的应用前景外，在民用领域的应用价值也不可小视。 在交通方面，它可以昼夜巡视于某一区域，及时发现各种交通隐患或交通事故： 在监测方面，它可以进行环境监测、气象监测、海洋监测、森林防火监测、洪 -1哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 1 - 第1章 绪 论 1.1 课题的背景和意义 自从上世纪初莱特兄弟成功制造第一架滑翔机以来，经过了一个多世纪的 研究与发展，人类制造的飞行器却仅局限于固定翼与旋翼两种类型，而自然界 中无论是鸟类还是昆虫类的飞行均无一例外的属于扑翼类。随着对生物飞行机 理的认识和微电子机械技术(MEMS)、空气动力学以及新型材料等的快速发展， 仿生微扑翼飞行器目前已成为一个新的研究热点。由于其在军事和民用上均具 有广泛的应用前景，国外许多研究机构都已在这方面进行了研究，如美国加州 大学伯克利分校、日本东京大学等都已经在这个领域进行了深入的研究探索工 作，并且国内的一些科学家们也开始了这方面的相关基础性研究[1]。 仿生微扑翼飞行器是一种模仿鸟类或昆虫飞行，基于仿生学原理设计制造 出来的新型飞行器。该类飞行器若研制成功，那么与固定翼和旋翼飞行器相比， 它便具有独特的优点[2]：如原地或小场地起飞，极好的飞行机动性和空中悬停 性能以及飞行费用低廉，它将举升、悬停和推进功能集于一扑翼系统，可以实 现用很小的能量进行长距离飞行，因此更适合在长时间无能源补充及远距离条 件下执行任务。 在当今战场上，第一空间指陆地，第二、三、四空间分别指海洋、空中、 宇宙，在离地面 300 米以下的边缘空间——超低空空间叫做第五空间，这一空 间是雷达致盲区，有利于达成作战行动的突然性；而且还是防空火力网的“黑 洞”，各军事强国都在致力于这一空间的争夺[3]。而仿生微扑翼飞行器通常具 有尺寸适中、便于携带、飞行灵活、隐蔽性好等特点，因此在这一空间，微扑 翼飞行器能完成许多其他飞行器所无法执行的任务[4]，如低空侦察、实施突袭、 城市作战、信号干扰、生化探测、通信中继等。 除了在国防领域诱人的应用前景外，在民用领域的应用价值也不可小视。 在交通方面，它可以昼夜巡视于某一区域，及时发现各种交通隐患或交通事故； 在监测方面，它可以进行环境监测、气象监测、海洋监测、森林防火监测、洪