前言
在仿生撲翼飛行器中,通過改變沖程對稱性這一技術手段,可以在上沖與下沖兩個階段引入不對稱性,進而產生額外的力或力矩,用于實現俯仰或其他姿態方向的控制。以下從原理、在仿生飛行器中的應用和典型實驗示例等方面進行梳理與闡述。
1. 沖程對稱性原理
1.1 概念:上沖與下沖對稱
? 當機翼的上沖(上行運動)與下沖(下行運動)軌跡在幅度、速度及時序上完全對稱時,時間平均氣動力僅形成純推力,不會額外引入明顯的俯仰或偏航力矩。
? 例如,在一個理想的對稱運動中:
上沖幅度 = 下沖幅度,
上沖速度 = 下沖速度.
1.2 打破對稱:額外力和力矩
當刻意改變上沖與下沖的運動幅度、速度或時序,使它們不再對稱時,機翼所產生的氣動力在俯仰或其他軸向可能出現凈力或凈力矩。典型方式包括:
? 上沖幅度較小而下沖幅度較大;
? 上沖速度較快而下沖速度較慢;
? 調整相位差,讓上沖和下沖時間分布不均。