无人机飞行(北航团队创世界纪录：扑翼式无人机单次充电飞行时间最长)

Posted 2023-05-28

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无人机飞行(北航团队创世界纪录：扑翼式无人机单次充电飞行时间最长)

10月20日，澎湃新闻从北京航空航天大学获悉，近日，北航前沿科学技术创新研究院新概念飞行器团队自主研制与试验的双关节大鸟型扑翼飞行器创造了一项世界纪录：扑翼式无人机单次充电飞行时间最长——飞行器续航时间为1小时31分04秒98。

北航获得的吉尼斯世界纪录证书。本文图片来自北航。

扑翼飞行（如鸟类般扇动翅膀飞翔）是生物的飞行方式，人类对其探索长达数千年。此前扑翼飞行器飞行时间均较短，大多只能达到半小时左右，显著落后于常规布局的其它类型飞行器，实际应用意义不高，因此扑翼的吉尼斯航时纪录一直处于空缺状态。

北航前沿科学技术创新研究院新概念飞行器团队由焦宗夏教授、赵龙飞副研究员牵头，已在扑翼领域深耕近10年，目标是突破扑翼实用性分析与设计方法，争取在扑翼飞行性能上取得本质突破。

2021年10月，该团队进行了吉尼斯挑战申请。为了纪录立项，吉尼斯纪录机构对国际上现存人造扑翼飞行器进行了充分调研，最终认为如果挑战者扑翼飞行器可以飞行1个小时，将对现存扑翼飞行器形成绝对续航优势，并具有较好的实际应用前景，因此吉尼斯纪录官方将续航1个小时作为扑翼首个航时纪录的立项指标，并将纪录名称确定为“扑翼式无人机单次充电飞行时间最长”。

扑翼式无人机像鸟一样在空中飞翔。

受到疫情、限飞政策与天气影响，最终的扑翼飞行挑战时间确定于今年7月21日。挑战的全过程严格按照挑战规则，且挑战过程由多位第三方见证人和计时员出席，并多机位进行全程视频记录。

挑战中，当扑翼飞行器成功突破1个小时的续航后，北航团队发现飞行器所剩电力仍然非常充分，于是决定尽可能耗尽电池电量，探索飞行器的极限航时，最后安全降落。

经吉尼斯纪录中国代理与伦敦总部联合审查认证挑战通过，最终飞行器续航时间被认定为1小时31分04秒98。

扑翼式无人机。

据北航相关负责人介绍，近百余年间，航空技术高速发展，在具备了先进的理论工具与高效分析手段后，研究人员逐渐发现，即便最先进的飞行器，在很多方面还是与自然界的鸟类、昆虫等飞行生物相差甚远。由此，扑翼研究近年来重新成为研究热点。然而扑翼飞行机理复杂，控制困难，对机械系统要求极高，人造扑翼欲实现飞行能力，困难重重。

北航团队首创“扑翼推进波”理论，并攻破了扑翼正向优化设计难题。相关理论多次发表于AIAA Journal等航空航天顶刊，并对扑翼飞行器的研发起到关键指导性作用。该团队基于上述理论成果进行了翼展20cm至2m的系列扑翼飞行器的样机研制与飞行试验。

本次申请航时纪录的双关节大鸟型扑翼飞行器，其理论飞行效率超过大部分固定翼飞机，于2021年初进行航时初步测试，实际飞行时间达到53分钟。经过动力系统与机翼动力学进一步优化调整，北航团队实现了扑翼机性能的再一次跃升，达成了当前纪录挑战的最佳状态。

在扑翼飞行器研究中，该团队教师充分调动了学生的积极性与创造性。飞行器研制团队学生包含博士生、硕士生与本科生共12人，带动多项硕博士课题，本科生的创造性中间成果多次获得科技竞赛奖项。