扑翼飞行器及鸟类飞行原理 Camellia Ornithopter with Flying Knowledge 科技系列

CamelliaCafe 22天前 256


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In 1485, Leonardo da Vinci began to study the flight of birds.

He sketched a device in which the aviator lies down on a plank and works two large, membranous wings using hand levers, foot pedals, and a system of pulleys.

In 2019, Camellia Café makes a vivid model help you understand this structure.


1485年,列奥纳多·迪·皮耶罗·达·芬奇开始研究鸟类的飞行原理。

这位伟大的艺术家、科学家亲手绘制了一种装置:一名飞行员平卧在连接两个巨大薄膜翅膀的平板上,双手拉动拉杆,双脚踏动脚板,配合一套滑轮系统 ……

2019年,Camellia Café 再现了这款模型,与您一起感悟大师的灵感。

这个LEGO模型的原型是LEGO国外的大师 Mr. Jason Allemann 设计的,Camellia Café 进行了改进,主要是在扑翼(翅膀)等方面进行了美化。






鸟类(扑翼飞行器)的飞行原理,目前有多种解释。Camellia Café 认为以下是一种较为合理的说明,并结合模型做了解释。

各位朋友如果有不同见解和更详细的解释,欢迎不吝赐教。




How to fly upwards

扑翼飞行器上升


Wings Flap downwards. Due to inertia, there is less air above wings.

( Pressure bottom - Pressure top ) x Area of Wings > Gravity 

当翅膀向下拍动时,由于惯性,翅膀上部的空气没有立刻随翅膀向下流动,因此翅膀上表面的空气暂时相对较少,甚至出现局部真空。当翅膀下侧压力与上侧压力的差值,大于重力时,飞行器将上升。 

Wings Flap upwards. Wings twist.

( Pressure top - Pressure bottom ) x Area of Wings + Gravity 

当翅膀向上拍动时,翅膀发生折叠,减小了翅膀的受力面积。此时,虽然压力差向下,并有重力作用,飞行器所受的合力向下。但是同样由于惯性(牛顿第一定律),飞行器将保持原来向上的速度,不会立刻下降。而很快翅膀又恢复向下拍动,飞行器再次获得向上的推力。



How to fly forwards

扑翼飞行器前进


Wings Flap downwards. The Rear of wing lags behind the Front.

Wings Twist. The horizontal force is the source of boost. 

当翅膀向下拍动时,翅膀后侧会相对前端滞后一些下降。因此,翅膀发生扭动。

翅膀下侧和上侧的压力差不是垂直向上的,其在水平方向的分力将推动飞行器前进;其在垂直方向的分力减去重力后将保持飞行器不下沉。



扑翼飞行器不同于喷气式飞机,Camellia Café 认为伯努利方程不适用于在此解释扑翼飞行器的飞行原理。




In fluid dynamics, Bernoulli's Equation states that an increase in the speed of the fluid occurs simultaneously with a decrease in pressure or a decrease in the fluid's potential energy. 

在流体动力学,伯努利方程指出,当无黏性流体的速度增加时,流体的压强或势能将减少。 


致敬 Leonardo da Vinci,再次感谢和称赞 Jason Allemann 的原创。

扑翼飞行器的更多原理也请各位朋友赐教,并和 Camellia Café 讨论,共同通过LEGO探究科学原理和技术知识。

最新回复 (3)
  • Tonwon 21天前
    2
    小米都出了套件了。
  • CamelliaCafe 21天前
    3
    哈哈,各种类型的产品很多,这里坚持乐高,利用有限的积木零件设计乐高的无人机
  • zoller 5天前
    4
    这个在小米里已经发现了
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