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访中国西北工业大学:科技创新如何源于自然而高于自然?

生活 · 2023-06-02 13:47:41
访中国西北工业大学:科技创新如何源于自然而高于自然? 中新社西安5月30日电 (记者 李纯)从秦岭竹叶到飞机除冰,从沙垄结构到减少风阻,从遨游深蓝到振翅苍穹,面对科研道路上的一个个难题,中国西北工业大学相关研究团队从自然中寻找科技创新的灵感,实现多项重大突破。

正值国防科技工业科技创新大会在陕西省西安市举行之际,中新社记者来到西北工业大学,探访科技创新如何源于自然而高于自然。

用“竹叶”为飞机“贴膜”

在电影《钢铁侠》中,马克2型战衣的首次试飞因为结冰问题险些“翻车”。对于飞机而言,一旦机身表面积冰,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。飞机防除冰的重要性不言而喻。

如何实现飞机表面更不易结冰?西工大苑伟政、何洋教授团队师生攀登秦岭时,在白雪皑皑中看到了绿色的箭竹。研究发现,竹叶独特的表面结构正是其不易结冰的原因。从微观层面复刻叶片表面,科研团队采用仿生微纳技术,研制出具有防除冰效果的“疏冰蒙皮”。

经过冰风洞实验和高寒地区飞行实验,“疏冰蒙皮”的防除冰效果及强度、可靠性均得到验证。中国空气动力研究与发展中心冰风洞测试报告认为,这项研究“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”。

更像鸟儿一样飞翔

飞机的出现实现了人类“像鸟儿一样飞翔”的夙愿。随着仿生飞行技术的发展,未来的飞行方式或将更加“像鸟儿一样”。

仿生扑翼飞行器是模仿鸟类等生物扑动翅膀的飞行方式。在微小型飞行器尺度上,这样的飞行方式具备实现更高效飞行的潜力,且具有较强的机动性。不仅如此,仿生扑翼飞行器的起降不受场地限制,更为便携、隐蔽,未来可以实现快速起飞、长距巡航等功能。

过去20多年来,西工大宋笔锋教授研究团队深耕仿生飞行技术领域,自主研制的“云鸮”仿生扑翼飞行器已通过国家专业认证机构的现场检测,单次连续飞行时间达到154分钟,创造世界纪录。团队研制的仿生扑翼飞行器在全国20余个地区完成3000余架次的任务飞行,可以在零下10摄氏度至40摄氏度、4级风及小雨雪环境下使用。

水下航行器同鱼群混游

从学校泳池到大洋深处,一条“魔鬼鱼”在波浪中扇动翼状的鱼鳍,一系列动作自然流畅,乍看之下与海中生物别无二致。这是西工大航海学院自主研发的仿蝠鲼柔体潜水器,目前已完成1025米大深度滑翔与扑翼一体推进海试。

蝠鲼又称“魔鬼鱼”,是一种生活在热带和亚热带海域的软骨鱼类,具有流线型的扁平躯体。这种形态有利于游动推进、下潜滑行,在运动流场中能够有效借助流体能量实现更高效率的滑行运动。

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