熊蜂用于控制飞行的气动力和力矩

采用计算流体力学方法研究熊蜂用于控制飞行的气动力和力矩.结果表明,悬停时,每1个翅膀运动参数主要控制1个或2个气动力和力矩.当左右翅运动学参数对称变化时,改变拍动幅角(或拍动频率)主要可使垂直力改变.改变平均拍动角主要可使俯仰力矩改变.改变拍动攻角,上拍和下拍攻角等值同向变化时,主要可使垂直力改变;等值反向变化时,主要可使水平力改变.改变转动模式,当翅膀前拍靠近昆虫腹部和后拍靠近昆虫背部的转动模式相同变化时,主要可使垂直力改变;当翅膀前拍靠近昆虫腹部和后拍靠近昆虫背部的转动模式相反变化时,主要可使水平力和俯仰力矩改变.改变转动时间对气动力和力矩几乎无影响.当左右翅运动学参数反对称变化时,改变拍动幅角(或拍动频率)主要可使滚转力矩改变.改变拍动攻角,上拍和下拍攻角等值同向变化时,主要可使滚转力矩改变;等值反向变化时,主要可使偏航力矩改变.改变转动模式,当翅膀前拍靠近昆虫腹部和后拍靠近昆虫背部的转动模式相同变化时,主要可使侧向力和滚转力矩改变;当翅膀前拍靠近昆虫腹部和后拍靠近昆虫背部的转动模式相反变化时,主要可使偏航力矩改变.改变翅膀运动参数可分别控制3个方向的力矩及垂直力.改变拍动角可以改变垂直力;改变拍动角的平均位置可以改变俯仰力矩;反对称改变左右翅的拍动攻角可以改变滚转力矩;反对称改变拍动起始时刻可以改变偏航力矩.通过对翅膀运动参数的适当调整熊蜂即可实现快速转弯飞行.