固定翼無人機也能折疊!跟甲蟲和摺紙工藝取經便可成事

折疊無人機大行其道,但能屈能伸的豈只多旋翼飛行器呢?擁有固定翼的無人機在折疊設計上同樣有發揮空間。瑞士科學家向甲蟲翅膀取經,再結合摺紙工藝,成功把固定翼的體積縮減三分一,令定翼無人機也變得輕便、易攜。

甲蟲設計易模仿

採用折疊式設計的定翼無人機,既要追求體積上的縮減,又要講究收合上的便利性。研究人員參考了多種昆蟲的折疊翅膀構造,發現甲蟲雙翼的結構最為完美:不但能滿足以上要求,更因為翅膀是由底部控制,更易人工模仿製作。

參照甲蟲翼的結構設計而成的無人機,只需一個動作便能振翅高飛:朝著機首方向拉開機翼,無人機的機翼便會展開,準備隨時起飛。

甲蟲啟發折疊定翼無人機
摺疊前:體積 200 x 500 x 16 毫米,表面積 160 平方厘米;摺疊後:體積 115 x 215 x 40 毫米,表面積 620 平方厘米。

派遣快速救急扶危

為了兼顧飛行安全性,折疊式固定翼會由不同厚度的小塊組成,並使用源自叠纸工學的「三浦摺疊」結構:拉開對角兩端來把物品展開,在收縮時則反向推入。

機翼採用的製作物料為預拉乳膠,除可增強機翼的堅韌度外,還可令摺疊動作變得更流暢。定翼機折疊收合後,機體表面面積會縮減至原來的 26%,翼展則可減少至 43%。

這台擁有折疊式固定翼的無人機已通過風洞測試,據悉目前只有升阻值較不理想而已。災難現場分秒必爭,研究團隊預期這種折疊定翼擁有容易攜便、派遣方便的優點,日後將可在災後搜救上作出重大貢獻。

折疊無人機機翼折痕圖
機翼折痕圖:可見融入了「三浦摺疊」以及甲蟲翼設計。

圖片來源:EPFL
資料來源:Robohub

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作者:艾美麗雅

對科技的事物充滿熱情和興趣的小女生,目前正積極學習無人機操控和航拍技巧,希望成為全港首個女飛手!

 

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