給無(wú)人機(jī)裝上“鳥(niǎo)腿”，沒(méi)有跑道也可彈跳起飛

圖片來(lái)源：Passerine

飛機(jī)的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于鳥(niǎo)類飛行的過(guò)程。但對(duì)于目前的飛機(jī)而言，攜帶大量載荷進(jìn)行長(zhǎng)距離飛行和小范圍內(nèi)快速起降是難以同時(shí)完成的任務(wù)。前者依靠固定翼，需要長(zhǎng)距離跑道滑行；后者依靠螺旋槳，負(fù)荷太大難以飛起。

有人嘗試給固定翼飛機(jī)上配上螺旋槳，希望實(shí)現(xiàn)兩者兼顧，但需要面對(duì)成本和技術(shù)復(fù)雜性增加的問(wèn)題。

因此，目前常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)多選擇螺旋槳，用小載重?fù)Q取垂直起降。

現(xiàn)在，一家南非初創(chuàng)公司Passerine試圖顛覆之前的設(shè)計(jì)，給固定翼無(wú)人機(jī)裝上了腿。用翅膀?qū)崿F(xiàn)有效飛行，用腿來(lái)實(shí)現(xiàn)起降。

像鳥(niǎo)一樣的Sparrow 圖片來(lái)源：Passerine

Passerine公司資料顯示，這款名為“麻雀”（Sparrow）的無(wú)人機(jī)為貨運(yùn)無(wú)人機(jī)，主要采用吹氣襟翼技術(shù)，將飛機(jī)引擎安裝在機(jī)翼上部。

早在上世紀(jì)70年代，吹氣襟翼已開(kāi)始應(yīng)用，通過(guò)向飛機(jī)襟翼上噴氣，機(jī)翼在低空速時(shí)也能獲得傳統(tǒng)機(jī)翼2-3倍的升力，實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的低速短距起降能力?？账偈侵革w行器相對(duì)于空氣的速度。

但對(duì)于Sparrow來(lái)說(shuō)，引擎帶來(lái)的動(dòng)力不足以推動(dòng)飛機(jī)起飛，“腿”才是起飛的關(guān)鍵。Sparrow的腿部裝有兩個(gè)類似于彈射器的受載彈簧，可以提供起飛所需的80%的能量。

彈射起飛后，無(wú)人機(jī)會(huì)以大約30度的角度爬升，同時(shí)腿部像起落架一樣收回到機(jī)身中，隨后，襟翼升起，飛機(jī)進(jìn)入巡航配置。到達(dá)目的地后，無(wú)人機(jī)會(huì)減速，腿部會(huì)再次伸展開(kāi)來(lái)，用作減震器。

Sparrow起飛過(guò)程圖片來(lái)源：Passerine

“很多人都沒(méi)有注意到，鳥(niǎo)的起飛騰空，并不是依靠拍打翅膀產(chǎn)生的升力，大部分初始速度還是來(lái)自于跳躍。” Passerine公司創(chuàng)始人兼CEO Matthew Whalley在接受IEEE SPECTRUM雜志采訪時(shí)表示。

Matthew Whalley和Sparrow 圖片來(lái)源：Passerine

Matthew在大學(xué)期間就開(kāi)始嘗試制造一款可以攜帶大量有效載荷的無(wú)人貨機(jī)。

“南非是世界上最早開(kāi)始使用無(wú)人貨機(jī)的國(guó)家之一。”他表示，考慮到非洲廣闊的無(wú)人運(yùn)輸機(jī)市場(chǎng)和欠缺的基礎(chǔ)設(shè)施，傳統(tǒng)固定翼貨機(jī)并不能滿足需求。

“這就需要一款可以不用跑道和機(jī)場(chǎng)的貨運(yùn)飛機(jī)。”他在采訪中稱：“那我們給飛機(jī)裝上腿好了。”

在設(shè)計(jì)開(kāi)始階段，Passerine公司研究人員設(shè)計(jì)的飛機(jī)腿并不是現(xiàn)在這個(gè)樣子。隨著數(shù)次技術(shù)迭代，飛機(jī)腿的外觀逐漸向鳥(niǎo)腿靠近。

研究團(tuán)隊(duì)在對(duì)Sparrow進(jìn)行測(cè)試 圖片來(lái)源：Passerine

“Sparrow擁有固定翼無(wú)人機(jī)的有效載荷、速度、射程和效率等所有優(yōu)點(diǎn)，以及旋翼飛機(jī)的精確著陸能力。” Matthew稱，“但由于這款飛機(jī)并不能實(shí)現(xiàn)懸停，因此可能不適合航拍。”

在研究人員看來(lái)，無(wú)法懸停并不是一件壞事。通過(guò)避免最低效飛行，無(wú)人機(jī)可以一定程度上減少攜帶的電池，從而減輕自重。“這意味著可以飛得更遠(yuǎn)或這擁有更多有效載荷。”Passerine公司稱。

Sparrow進(jìn)化史 圖片來(lái)源：Passerine