利用空气动力平台对空气动力进行活体记录

扑翼使飞行动物和仿生机器人能够产生升高的空气动力。证明这种能力的测量基于对机器人和动物的系留实验，以及基于自由飞行期间测量的运动学或气流的间接力计算。值得注意的是，目前尚无方法在自由飞行期间直接测量这些力。这种对自由行为动物的活体记录对于更好地理解其扑翼的精确空气动力学功能至关重要，特别是在下冲程与上冲程期间。在此，我们展示了一种新的空气动力平台 (AFP)，用于对自由飞行的动物和机器人进行非侵入式空气动力测量。该平台用一个物理控制面包围产生流体力的动物或物体，该控制面机械地积分传递到地球的净空气动力。利用 Navier-Stokes 方程的直接解析解，我们验证了该方法的准确性。随后，我们用悬挂在 AFP 中并产生非定常推力剖面的四旋翼飞行器验证了该方法。这些独立测量证实 AFP 确实是准确的。我们通过研究自由飞行鸟类的活体空气动力体重支撑来展示 AFP 的有效性，结果表明其上冲程是非活动的。