我国仿生扑翼无人机技术取得重大突破 单次续航达256分钟创纪录

问题——从“能飞”迈向“会飞、善飞”的新命题 传统多旋翼、固定翼无人机广泛应用的同时,面向城市狭窄空间、林区遮蔽地形以及对噪声和安全性更敏感的场景,新型飞行平台的需求日益突出。扑翼无人机以拍打或振动翅膀产生升力与推力,不依赖高速螺旋桨或发动机推进,被视为最接近自然飞行生物机理的飞行器之一。其优势在于机体尺度可小型化、噪声特征更低、机动方式更贴近生物飞行,同时在近距离观察与精细化任务中具备更大想象空间。但要真正走向规模化应用,核心挑战不在“做出外形”,而在于实现可控、可靠、可持续的飞行能力。 原因——仿生研发走向跨学科融合,需求牵引加速迭代 有关团队介绍,扑翼飞行涉及空气动力、结构材料、微型驱动、能量管理与智能控制等多学科耦合,研发门槛高、验证周期长。北京科技大学智能仿生无人系统团队围绕不同生物原型,集中研发仿鹰、仿鸽、仿蝴蝶、仿甲虫等多型平台,意在以“不同翼型—不同任务”的路径加快技术收敛:鸟类原型强调续航与滑翔效率,昆虫原型突出小尺寸与低速机动。以仿鹰扑翼无人机为例,通过借鉴鹰科鸟类的视觉结构特征,面向地面目标的识别、锁定与追踪进行优化,可针对不同距离目标实现更精细的辨识。此外,部分机型单次连续飞行时间达到256分钟,表明在气动效率、轻量化结构与能量管理等已取得阶段性突破。 影响——应用边界扩展,但“工程化”仍是关键关口 扑翼无人机的出现,有望在若干场景形成对传统无人机的有效补充:一是在对噪声敏感、需低可探测性的环境执行观察、巡检与取证任务;二是在林地、街巷等空间受限区域进行近距离机动与绕障飞行;三是在需要更接近自然形态的任务中提升隐蔽性与社会接受度。与此同时,扑翼平台对气流扰动更敏感,控制策略与传感融合要求更高;高频振动带来结构疲劳与可靠性考验;微型驱动与电源系统在能量密度、瞬态功率与散热上仍存瓶颈。这些因素决定了其从实验室样机走向稳定产品,还需跨越诸多工程化关口。 对策——围绕“控制—材料—能源—标准”协同攻关 业内建议,推动扑翼无人机高质量发展,需要在四个上形成合力:其一,强化仿生机理与智能控制的融合,针对扑翼非定常气动特性建立更高可信度的动力学模型,提升阵风、湍流与复杂背景下的稳态飞行能力;其二,提升轻质高强材料与柔性结构设计水平,完善关键部件寿命评估与抗疲劳设计,降低长期振动对系统可靠性的影响;其三,围绕电源、驱动与能量回收开展系统优化,在续航与载荷之间实现更优平衡;其四,面向应用端建立测试评价与安全规范,在噪声指标、失效保护、飞行安全等上逐步形成可对接的标准体系,为规模化应用提供制度与技术支撑。 前景——从单点突破走向体系能力,服务多样化任务 随着微型传感器、轻量化材料与智能算法持续进步,扑翼无人机有望在低空经济相关领域形成新的增长点:在公共安全、生态监测、基础设施巡检以及应急搜救等任务中,提供更隐蔽、更灵巧的补充能力。未来一段时期,扑翼无人机的发展趋势或将体现为两条路线并行:一条是面向更长续航、更强抗风的“鸟类化”平台,强调任务半径与稳定性;另一条是面向微型化、群体协同的“昆虫化”平台,强调近距离感知与密集部署。能否实现可复制的工程化方案与可验证的应用成效,将成为决定其产业化速度的关键变量。

仿生技术的进步源于对自然的深刻观察和理解。北京科技大学团队通过向飞行生物"取经",成功开发出性能先进的扑翼无人机——这既是技术创新——也说明了我国科研工作者在关键领域的执着追求。随着这类技术的不断成熟和应用推广,必将在应急救援、科学研究、环境保护等领域发挥重要作用,为人类应对复杂挑战提供新的技术手段。