奇!竹叶做无人机“防除冰贴膜”?飞行实验印证西工大团队的研究,行!

2018-11-01信息快讯网

奇!竹叶做无人机“防除冰贴膜”?飞行实验印证西工大团队的研究,行!-信息快讯网

▲西北工业大学何洋团队研制的“疏冰蒙皮”。

“秦岭箭竹”是秦岭大熊猫的主食竹种之一。看似普通的“秦岭箭竹”竹叶,竟被派上大用场,制造出无人机的“疏冰蒙皮”(如同给无人机“贴膜”),使中小型无人机的防除冰难题迎刃而解!这是记者今天在西北工业大学获得的一则新闻。创造这一奇迹的是该校“空天微纳系统教育部重点实验室”的何洋副教授和一群大学生。

奇!竹叶做无人机“防除冰贴膜”?飞行实验印证西工大团队的研究,行!-信息快讯网

▲秦岭箭竹。

目前,“疏冰蒙皮”的防除冰效果和强度、可靠性已得到了实践验证,经过了冰风洞试验和防除冰功能飞行实验,均获得成功。

亚洲最大的无人机研发生产基地——爱生技术集团公司应用证明认为:“某型无人机采用了所研制的疏冰微纳结构复合蒙皮,在国际上首次实现了中小型无人机防除冰功能飞行实验,为中小型无人机防除冰提供了一种有效的手段。”


大型飞机采用三种方式防除冰

飞机的防除冰不是个小问题。飞机一旦积冰,轻则影响气动外形、电子传感等,重则可能造成事故甚至坠毁。

奇!竹叶做无人机“防除冰贴膜”?飞行实验印证西工大团队的研究,行!-信息快讯网

▲大型飞机防除冰采用三种方式。

当前大型飞机主要采用三种方式防除冰:一是气热,用热空气或电加热系统使机体不积冰;二是通过在机体喷射防冻液等办法阻止积冰;三是在机体设置防冰橡皮囊,间歇性压缩空气让橡皮囊收缩,使上面的冰层破碎脱落,物理除冰。

但对于中小型无人机来说,没有涡轮式发动机可提供除冰的气热,机械除冰又会改变机身外形、负重,防除冰只能采用能耗低、负载小的防除冰手段。

多年来,何洋另辟蹊径,从研究飞机的结冰原理出发,把目光锁定“机身表面”,研究不易结冰的机身表面材料。“仿生学”给了他启示,有的植物在冰雪环境中不易结冰。


秦岭雪地里找到“秦岭箭竹”

他们首先想到了不会积水的荷叶,但荷叶只在夏天存在,没有冬天冰雪环境的检验。于是,何洋带着大学生们冒着严寒奔波在冰天雪地的秦岭中,找寻不易积冰的植物,有时还与资深驴友相伴,攀爬尚未开发的荒山。在鹿角梁的一次攀登中,一名学生发现了一株长在路边的细竹,白雪中透出翠绿的细叶,上面没有一点冰雪。他们如获至宝,兴奋地采集下来,当成宝贝疙瘩。

实验室主任苑伟政得知后,帮助联系实验条件。通过走访多位生物学专家获知,这种矮小的细竹叫“秦岭箭竹”,是大熊猫主食的竹种之一。

奇!竹叶做无人机“防除冰贴膜”?飞行实验印证西工大团队的研究,行!-信息快讯网

▲冰雪中不易结冰的竹叶。

随后,他们研究竹叶的结构发现,其独特的表面结构正是它不易结冰的原因。于是决定从微观层面仿生竹叶结构,制作“蒙皮”,贴在无人机易结冰部位“防除冰”。

然而,要做出与竹叶一模一样的表面结构,可是一项高科技。观察发现,这种竹叶的结构极其复杂,表面竟是由4层完全不同的结构重叠而成,在以往仿生微纳制造工艺上从未遇到过。

奇!竹叶做无人机“防除冰贴膜”?飞行实验印证西工大团队的研究,行!-信息快讯网

▲空天微纳系统教育部重点实验室何洋副教授。

何洋团队创新性地提出了“分层组装”的制造方法,就是分别制造每一层结构,再把4层结构完美无缝地搭建在一起,但无论是工艺还是对接的准确性,都是挑战。

须知,在一粒米上刻字就很难,而这次微纳仿生,是要用一粒米的1/1000大小的“砖”,搭建一栋每层都极不相同的4层建筑!难度可想而知。

奇!竹叶做无人机“防除冰贴膜”?飞行实验印证西工大团队的研究,行!-信息快讯网

▲课题组成员在秦岭踏着泥泞的山路找寻植物。

奇!竹叶做无人机“防除冰贴膜”?飞行实验印证西工大团队的研究,行!-信息快讯网

▲课题组硕士研究生刘谦身背实验设备在秦岭山中。


“疏冰蒙皮”有效防除冰

经过无数次实验,他们采用仿生微纳技术,复制了竹叶的表皮,做出了“疏冰蒙皮”,该蒙皮实现了可在高寒环境中抵御积冰的表面微观结构,运用于无人机防除冰实验。

奇!竹叶做无人机“防除冰贴膜”?飞行实验印证西工大团队的研究,行!-信息快讯网

▲课题组在实验室里研究分析秦岭箭竹。

几次冰风洞实验,获得不错的检验效果。多轮试验后,中国空气动力研究与发展中心冰风洞测试报告认为:“与目前公开报道的国际上同类研究相比,超过国际先进水平。”随后,在爱生技术集团公司的支持下,团队将蒙皮在某型无人机上进行飞行试验,实战检验蒙皮的性能效果。爱生技术集团公司飞行试验应用证明:“在国际上首次实现了中小型无人机防除冰功能飞行实验,为中小型无人机防除冰提供了一种有效的手段。”

何洋副教授告诉记者:“疏冰蒙皮在中小型无人机防除冰方面通过了实验验证,但离蒙皮的实际运用,还有很长的路要走。”目前,该团队正开展箭竹叶的更深入研究,以彻底搞清箭竹叶防除冰的详细机理和深层次原因。

何洋相信,他们一定能把秦岭箭竹叶防除冰的原理研究得透透彻彻,“疏冰蒙皮”也一定能走入中小型无人机防除冰的实际运用。“这种由竹叶转化而来的微纳技术,将来可以运用到大型飞机、直升机、风力发电机、电线、公路等多个方面的防除冰中。”何洋满怀期待。

文:报驻陕记者韩 宏  通讯员蔡金延 胡彦鹏

图:西北工业大学

编辑制作:韩 宏

责任编辑:朱 辉

*独家稿件,转载请注明出处。

吴语研究为什么重要——读《步随流水赴前溪》
两天不睡拿2000元?为研究失眠浙大一院招募66名志愿者,竟引来千人报名
青浦百姓有福气!复旦大学中西医结合研究院青浦区中医医院临床基地“续签”再送健康礼包
阵容强大!上海国际金融中心迎全新研究智库
东航礼仪志愿保障进口博览会团队已“上线”
南京大学“404教授”梁莹辞职了!学生联名举报:她曾为研究让南京大屠杀的老人痛哭
中国首枚民营火箭朱雀·南太湖号发射升空:三级飞行异常,卫星未入轨
无人机、无人车加入快递大军 明天我们如何收快递?
核谈团队里有双重国籍间谍?伊朗“内斗”,官媒发檄文“掐”议员
接连查处2起无人机等“低慢小”航空器飞行,上海警方吁请市民严格遵守市政府通告规定
“生命禁区”飞行,是陆军航空兵的荣耀!
夜上海——跟总台直升机团队来鸟瞰!
浦江创新论坛丨多国专家找到“共同语言”:“教授应把精力放在实验室里,而非谈判桌上”
基于三维集成芯片的光量子计算原型机来了!上海首次在实验上实现了“快速到达”问题的量子加速算法
在国展中心住了20天,女所长带领团队驻扎“桥头堡” | 百人眼中的进博会⑤美丽上海追梦人系列
文汇记忆 | 川岛芳子死刑疑云——60年后“方姥”是川岛芳子?
喜报!苏州又多了一张世界级名片
浙江大学博士自杀,医学研究生何尝不是在生死边缘试探
当年“共和国掌柜”陈云如何开展调查研究,这个展览告诉你
【中国梦·践行者】专访中国飞机强度研究所团队:他们专搞“破坏” 让飞机百炼成钢
吃皮皮虾时讨厌那两个“大钳子”?美国空军科研办投资750万美金研究它了
我的进口博览会日志:巧手“织就”498片“彩纱”,华东建筑设计研究总院跨界创意中心主任苏昊
歼20飞行员的视力需达到什么标准?看一张图,就知道了
塔里木大学校园实验田培养接地气用得上的人才
无人机送上40万元现金“馅饼” 杭州宋城大手笔回馈上海游客
进博会前,这支复旦团队改造了黄浦江畔,一到晚上灯光亮起,网友都说:美出了上海新高度!
陈望道与复旦实验中学
今天“禁油令”生效!霍尔木兹海峡,伊朗50架无人机紧急升空
进博会食品中转物流总仓设置2个快检实验室
珠海航展C位出道!这支“学院派”飞行表演队和“航天英雄”翟志刚是校友,参加过国庆阅兵
气温走低,低于5℃时,机务人员将开始登高为飞机除冰雪
©2014-2024 dbsqp.com