翼膜和尾巴形态塑造滑翔哺乳动物启发翼型的气动性能和操控权限

滑翔哺乳动物表现出多样的翼膜和尾巴/尾翼膜形态，这些形态可能影响气动性能和机动性。在这里，我们使用计算流体力学来隔离代表性滑翔哺乳动物启发形态在受控流动条件下的气动效应。比较了三种翼膜构型，以评估膜轮廓对升力产生、阻力、失速行为和俯仰力矩的影响。进一步测试了三种尾巴/尾翼膜构型，分别在基线、对称偏转和非对称偏转条件下评估其纵向和横向操控权限。结果表明，更宽的翼膜构型产生了最高的升力和升力系数，而中间翼膜形态在失速后表现出更平滑的响应和更低的阻力。对于尾巴构型，类似鼯猴的集成尾翼膜在对称偏转下增强了升力和俯仰控制权限，而扁平尾巴构型在非对称偏转下产生了更强的滚转和偏航响应。这些发现表明，滑翔哺乳动物启发的形态产生了不同的气动权衡，而不是单一的最优设计。结果为滑翔哺乳动物形态的功能多样性提供了见解，并为仿生变形空中机器人的设计提供了指导。