仿生學是如何運用在飛機製造中的?

2020-12-04 未來之鷹航空

——通過舉例仿生學飛機製造淺談飛行模擬器

翼尖小翼是通過模仿鷹隼製造的,由於飛機在飛行中由於上下壓差的不同,翼尖附近機翼下表面空氣會繞流到上表面,形成翼尖渦,致使翼尖附近區域機翼上下表面的壓差降低,從而導致這一區域產生的升力降低。這是產生誘導阻力的根源。人們通過長期觀察自然界大型鳥類,比如鷹和隼,發現它們在飛行中展開翅膀向上偏折翅尖羽毛以減小阻力,從而實現遠距離滑翔。受此啟發,有專家提出在翼尖加裝短板來減小誘導阻力的想法。後來,設計師們不斷研究,發明了翼尖小翼,並將其安裝在運輸飛機上,以減小飛機的阻力。

翼尖小翼形狀因各種飛行型號不同有所變異。典型的翼尖小翼如波音公司(Boeing)生產的747-400型飛機和空中巴士(AIRBUS)的A330和A340系列的飛機。另一種則是空中巴士A320系列、A310和A380的三角型翼尖小翼,這款翼尖小翼可說是空中巴士的標準形式。還有新一代波音737-800、900等。

這是波音737的整體機型,我們可以看到它的兩邊機翼都有部分上折的。我們再來看看飛機裡面是什麼樣子的。

(科普級波音B-737模擬訓練艙駕駛艙內景)

這是由未來之鷹自主研發製造的波音737模擬訓練駕駛艙,在這裡我們可以直觀真的感受飛機從起飛到降落的一系列情景,仿佛置身於藍天白雲中。

飛機降落是通過模仿蒼蠅製造的蒼蠅一旦起飛,可在0.15秒內加速至每小時10公裡的速度。蒼蠅飛行時的轉向角速度可達每秒6個旋轉,即2160度。蒼蠅還能垂直上下飛行,甚至倒退飛行,即使因撞到障礙物而突然失速,也可以在幾毫秒內恢復飛行。不管在哪種表面,蒼蠅都能輕巧地達成零速度著地。昆蟲學家研究發現,蒼蠅的後翅退化成一對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以一定的頻率進行機械振動,可以調節翅膀的運動方向,是保持蒼蠅身體平衡的導航儀。科學家據此原理研製成一代新型導航儀--振動陀螺儀,大大改進了飛機的飛行性能LlJ(低水平急流),可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還能自動恢復平衡,即使是飛機在最複雜的急轉彎時也萬無一失。

飛機遇強風機身失去平衡,這時候我們的振動陀螺儀就起到保護生命安全的關鍵作用。

科普級三自由度飛行模擬器,由未來之鷹航空自主研發。可直觀感受飛機起飛、飛機降落、以及飛機在空中轉彎的搖擺感,讓我們的飛行員在訓練過程中更好地掌握飛行技巧,以及熟練遇見突發狀況的處理方式。同時這也給我們的體驗者增加了更真實的飛行感受,就像我們在電影院裡從視覺,聽覺,觸覺等方面讓我們有身臨其境的真實感。

相關焦點

  • 飛機設計中用到哪些仿生學原理?
    天鵝絨、鯊魚皮與飛機在空氣動力學設計上的創新有何相干?有一個專門的學科可以給你答案。此學科致力於從大自然中汲取靈感並效法自然。它就是「仿生學」。其設計靈感皆源於自然。仿生學家通過研究和模仿自然界中最優秀的創意來解決人類遇到的種種問題。在航空學領域,越來越多的新想法都來源於自然界中各種各樣的結構、器官和材料。
  • 義大利研發仿生機器人章魚 結合仿生學只運用了很少的計算力
    感謝奧創智能網的投遞今天的大多數機器人能在高度結構化的環境中運作良好,像工廠組裝線。
  • 八上生物:仿生學——你一定不知道的趣味小知識,快進來看看吧!
    仿生學:專業上的解釋是——人們研究生物體的結構與功能工作的原理,並根據這些原理髮明出新的設備、工具和科技,創造出適用於生產,學習和生活的先進技術。那麼簡單來說,就是根據生物的一些特徵來發明有利於我們人類生活的東西。人類之所以比其他生物高等,是因為我們善於利用仿生學。那今天我們就一起來看看有哪些趣味的仿生學小知識吧!
  • 仿生學在兒童醫療產品情感化設計中的應用研究
    方法 仿生學的發展為醫療產品提供了新的設計理論和工程原理,提出了一種將仿生學概念融入到現代醫療產品的情感化設計之中的技術探討,相信它將極大地促進醫療產品的情感化設計發展。針對社會當中相對弱勢的兒童群體,闡述了兒童醫療產品的人文關懷設計分析方法,仿生學概念的情感化應用方法。結果 將所研究的方法運用到兒童醫用霧化器產品的設計中,完成了仿生學情感化設計的實踐。
  • 新裝置實現人工光合作用 仿生學發展可期
    值得一提的是,儘管這項技術聽起來和去年在業內引起不小轟動的「人造樹葉」效果雷同,但是其原理與製造成本卻有所差異,而從商業應用以及產品推廣的角度來看,這項技術由於涉及到的材料更加穩定、更適合生產,因此更具有運用前景。並且一旦成功投入使用,這項技術或將打開新能源以及清潔能源應用的新方向。
  • 仿生學中的經典設計——鯊魚飛機
    鯊魚,身體堅硬,肌肉發達,流線型的身體,這讓它不僅具有美感的外形,更具有超快的速度,加上敏銳的感知力和巨大的衝擊力,讓它成為大海中的「超級獵手」。設計師在設計飛機的時候,受鯊魚啟發,結合了鯊魚的外形,並在速度、靈敏度、操控性能上下足功夫,設計出了現在世界上速度最快的輕型飛機——鯊魚飛機。鯊魚飛機,原產自捷克,看外觀,很像一條兇猛的鯊魚。該款飛機為前後雙座輕型飛機。
  • 以壁虎為師:福特要將仿生學應用到汽車上啦!
    【環球科技報導 記者 勃潺】10月23日消息,福特汽車公司正在試圖從壁虎的粘性腳掌中獲得粘合技術創新靈感,希望在汽車製造領域開闢全新應用方式。福特還將與同樣在仿生學中尋求一系列商業解決方案的寶潔公司合作,共享相關研究發現。
  • 仿生學利用的例子
    令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯繫起來了。
  • 仿生學:從大自然中攫取思想的火花
    人類總是對自己的設計和技術沾沾自喜,但我們常常忘記:大自然母親已經360萬歲,其大腦中蘊含的智慧正在成為人類最尖端技術的靈感源泉。  今天,科學家已經研製出像壁虎一樣會爬牆的機器人,模擬鯊魚活動方式的渦輪機,像大黃蜂一樣避免碰撞的汽車等等,這一切,都讓欣欣向榮的仿生學研究和工業設計吸引人們越來越多人地關注。
  • 像蛇像魚又像甲蟲,想不到的汽車仿生學
    當然,研究中還誕生了一個與我們生活息息相關的學科——仿生學。仿生學可以說是一門既古老又年輕的學科,簡單來理解,就是在工程上有效地應用生物功能的一門學科。它體現在生活中各個地方,比如飛機便是對鳥類飛行的仿生學設計。
  • 推出3款車型,運用仿生學設計手法!
    運用仿生學設計手法車身側面,流暢的線條展現出了極強的力量感,運用如鯨鯊一般的仿生學設計手法,使整體側身線條靈動又飽滿,新車依舊延續現款車型的設計,全車的AMG套件充滿了十足的運動感,充滿了霸氣。
  • 「仿生學」給汽車工業發展帶來了什麼?
    某些生物具有的功能迄今比任何人工製造的機械都優越得多,仿生學就是要在工程上實現並有效地應用生物功能的一門學科。例如關於信息接受(感覺功能)、信息傳遞(神經功能)、自動控制系統等,這種生物體的結構與功能在機械設計方面給了很大啟發。可舉出的仿生學例子,如將海豚的體形或皮膚結構(遊泳時能使身體表面不產生紊流)應用到潛艇設計原理上。
  • 【生物學】動物與仿生學
    可舉出的仿生學例子,如將海豚的體形或皮膚結構(遊泳時能使身體表面不產生紊流)應用到潛艇設計原理上。這種儀器應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種「複眼」,由3000多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」。「蠅眼透鏡」是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成「蠅眼照相機」,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製版和大量複製電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。
  • 奇妙的仿生學——大自然的饋贈
    仿生學從自然界和自然系統中汲取靈感。經過數百萬年的實踐,大自然已經摸索出一些行之有效的方法。在自然界中,根本不存在廢物一說——任何一種動植物留下的東西都是另一物種的食物。效率低下的情況在自然界不會持續太久,人類工程師和設計師還經常在自然界中尋找現代問題的解決方案。以下三個仿生學實例,必能讓你大吃一驚。
  • 掘金人工智慧,要放棄「仿生學」
    我們應該放棄仿生學的角度,改從工程的角度發展人工智慧,只有完成這種思維的轉變,才能這波浪潮中獲得有力的抓手。科幻片裡總把AI描繪得神乎其神,甚至像人一樣有血有肉有情感,而世界頂尖AI學者邢波教授告訴我們:要發展人工智慧,得放棄仿生學。只有掌握了這樣的深刻認知,你才能在人工智慧技術的浪潮中,獲得更有力的抓手。✦ 是追求比較文藝的、魔幻式的人工智慧,還是看重低調的工業型、製造型人工智慧?我的建議是後者更靠譜。
  • 仿生學是什麼?未來前景如何
    仿生學是研製新的機械和新技術的一個方向。對於仿生的理解很廣泛,包括機械結構,材料和科技發展。仿生學方向要做到的就是人類在創造創新的過程中帶動物體形態的各種改變。讓你沒有畏懼心,戰戰兢兢,如履薄冰。研究仿生學只要是真正懂得仿生學理論和實際應用都是有前途的。還有不要神化仿生。
  • 大自然給予科學的靈感,仿生學製造的高強複合材料
    從20世紀60年代J.Steele正式提出仿生學的概念起,仿生學作為一個學科正式被提出。通過研究珍珠貝殼的精緻層合結構和力學機理,並將其用於研究陶瓷-聚合物和陶瓷-金屬基複合材料;模仿在木細胞中發現的螺旋結構做成的玻璃纖維/環氧樹脂仿木複合材料,結果斷裂韌性有大幅度的提高;對甲蟲的前翅進行研究發現其組成成分和排列結構從而進行仿生學材料的開發。
  • 仿生學:蝴蝶翅膀或成無反光手機屏幕關鍵
    蝴蝶扇一扇翅膀可以製造蝴蝶效應,還可能進一步推動手機行業的發展。德國科學家團隊針對透翅蝶(glasswing butterfly)研究發現,其透明的翅膀幾乎不會反射光線,根據仿生學原理,透翅蝶的這種現象會對鏡頭組或者手機屏幕的改進產生積極影響。
  • 仿生學與仿真學的區別
    科技發展到今天,其理論僅僅對認識和改造物質世界有效,人工製造的機械大都是功能單一,即便是高等級的機器人也僅僅是實現幾種功能。
  • 仿生學突破 EBL技術首次應用於蟬翅結構納米柱仿生製造
    ,但隨著科技的進步和納米技術的迅速發展,人們開始將仿生學應用到納米尺度,研究者通過模仿生物的納米結構仿生製造出類似的超微結構,以此來探究和獲取生物的特殊功能。   而在最近的一項研究中,昆士蘭科技大學的研究團隊首次將電子束曝光(EBL)技術應用於生物納米結構的仿生製造,並取得了重要研究成果。