研究人员设计出新型“固态扑翼机”飞行器：利用压电材料驱动，模拟鸟类飞行

3 月 26 日消息，据外媒 Techspot 报道，美国新泽西州立罗格斯大学的研究团队设计了一种新型“固态扑翼机”飞行器，其依赖材料本身的形变实现“像生物一样飞行”，目前相应研究已发表在《Aerospace Science and Technology》上。

参考论文获悉，该飞行器核心原理在于“压电效应”，研究团队将压电层与碳纤维层复合构成一种新型机翼结构，其中压电层类似“肌肉与神经”，碳纤维充当“骨骼与羽毛”。当电压施加时，材料会发生形变，从而驱动机翼弯曲变形拍动扭转，模拟鸟类飞行中的肌肉动作。

由于此类飞行器机翼具备连续变形能力，这类飞行器在复杂环境中的机动性更强，适用于环境监测、搜救任务以及城市配送等场景。同时，其形变设计也意味着不存在传统机械关节磨损问题，理论上可提升可靠性与寿命。不过，目前相应设计大规模应用的主要瓶颈仍在材料层面，现有压电材料性能尚不足以支持大规模实际应用。

不过研究人员表示，除了飞行器，该技术还有望拓展至能源领域。例如风力发电机叶片本质上也是旋转翼面，通过引入类似的压电材料，可实现叶片形状的实时调整，从而提升风能捕获效率。