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[心得交流] 推荐我的新文《扑翼功效理论和离散对偶模型》

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发表于 2021-3-25 17:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
去年写了三篇关于扑翼的文章。
一篇是《三种波状滑翔》,和滑翔专业比较近,也发在本论坛了。
另两篇是《认识扑翼的最大误区就是“扑”》和《扑翼气动到底是定常的还非定常的?》,由于主要是面对扑翼学界的,没有发在这里,有兴趣者可去《知乎》的《扑翼新探》专栏去看。
顺便简要地说说有意思的,否定“扑”的几个现象(理论分析见上述两文):
1、飞鱼在身体出水但尾部仍在水中时还在激烈摆尾,然而尾部一旦出水后就不再摆动了。说明在空气中摆尾推进效率极低,即使是逃命也不能在空气中摆尾。https://www.bilibili.com/video/B ... 333.788.videocard.0
2、飞行能力退化了的鸟类,特别是鸵鸟,奔跑速度仍然是生存急需的。但是它们没有用现成的翅膀来扑动助跑的。
3、鸟类演化初期,后腿也是长出羽毛的,用于从高处跃下时的降落伞减速。但再演化出扑翼飞行能力之后,后腿的羽毛又退化了,部分鸟有现成的尾羽也不用来扇摆而只用于平衡。

去年9月,在网上看到了一个外国扑翼机网站,对扑翼原理有一个“升心位移”理论,引起了我的极大兴趣。于是思考建立数学模型对其进行理论验证。前些天发了《扑翼功效理论和离散对偶模型》,https://zhuanlan.zhihu.com/p/358417876,对理论有兴趣者可以看看。这个模型对人造扑翼机的基本结构样式的设计论证也是有用的。

数月没来这里了,刚才来了一看,很是惊喜!“有容乃大”发了两篇扑翼的文章,可以说是迄今为止和我的认识最接近的文章了!
作为交流互动,提几点意见:
1、安装角如果可以变化,那么是可以提高效率的,还可以提高对不同情况(如速度、频率)的适应性。我的专利也是强调翼弦线俯仰角主动调节的。
2、负功率的回收,是容易实现的。第一,对于下冲和上冲不共时的普通扑翼,只需要在动力并联弹簧,使工作范围内始终有大致等于重力的对翼向下拉力就行。第二,对偶复合的扑翼,上冲的负功率直接传给下冲的翼了,动力只承担两翼拉力之差。
以上是说扑翼的理论效率还可以比你计算的高。
3、螺旋桨的效率,我觉得你算得太高了。原因可能出在某些近似假设。在同一飞行速度、同一转动速度下,不同半径处的相对运动轨迹角度不同(进距比的概念),即使等迎角,气动力在飞行纵轴上推力分量和旋转平面上的阻力分量的分解也会不同的。实际上螺旋桨的效率会比你计算的低得多。
4、螺旋桨的扭转角固定时,只能在一个飞行速度上达到最佳效率,而在其它飞行速度时效率就会降低甚至很低。或者,设计为一定速度范围内效率比较均等,但是在哪个速度都达不到最佳效率。再或者,像一些重型运输机的螺旋桨,可变安装角,但也无法改变随半径而变化的扭转角。
而能主动调节弦线俯仰角的扑翼,可以在很大速度范围保持较高的效率,适应性强得多。当然,机械角动扑翼要改变展向不同而不同的扭转角也是困难的。
5、关于扑翼的实用意义。在现有材料和测控等技术水平上,还难以全面实现扑翼的优势。但是我认为,扑翼的优势恐怕不仅是飞行效率高于螺旋桨,更因为可能实现更特别的结构,从而在飞行器减重、地面便携性、低成本等方面产生实用优势。所以我主张优先发展伞悬挂式半软结构。技术关键之一是翼伞,既要有较高的升阻比,又要保形抗塌陷、触地抗毁、可折叠便携。至于动态控制问题,我已经有一些方案,包括人力扑翼没有电的。
也希望大家对我的文章多多批评指正!(没人抬杠闷死了哈)。
 楼主| 发表于 2021-3-25 18:00 | 显示全部楼层
国际上一些人也早在研究可控扭转材料。
发表于 2021-3-27 02:31 | 显示全部楼层
   坚持人力扑翼目标很好,还是需要实践验证,任何理论都是为了指导实践。人力扑翼是扑翼技术应用于人力飞行运动的最可能实现的突破口。希望年轻人能坚持初心做出最终可行成果(不止是专利设计)。但我以为用柔性滑翔伞翼入手,从技术上不太可能实现。建议从升阻比更高的硬翼滑翔翼入手更为现实。
   而要应用于通航动力飞行,扑翼技术则肯定不是可行路线。不要浪费精力和时间。
   螺旋桨理论驱动效率达90%以上是我从沈阳航空航天大学通飞研究所老师谈话中得知,经理论计算确认。也是目前电动飞机普遍采用作为成熟可靠技术的理由。
发表于 2021-4-5 05:22 | 显示全部楼层
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