微型飞行器的概况

似乎，随着科学的发展，人类的生活用品和仪器仪表正在沿着小而精的方向发展，其中，电脑，芯片，通讯器等都已经进入了这个阶段，而一直被认为是高端科技领域的飞行器，也走上了微型化道路。微型飞行器是于20世纪90年代发展起来的一种新型飞行器。其应用技术基本上已超出传统的飞机设计和空气动力技术的研究范畴，是对传统航空技术的一种挑战，同时它的出现也开拓了纳米技术和微机电系统技术在航空领域的应用。微型飞行器的发展和应用，必将推动国防科技工业的发展，并且具有广阔的民用前景。

微型飞行器不同于传统概念上的飞机，它是MEMS（微机电系统）集成技术的产物。微型飞行器的姿态控制系统中的微型地平仪、微型高度计，导航系统中的微型磁场传感器和微型加速度计、微陀螺仪等，飞行控制系统中的微型空速计、微型舵机等，在微型飞行器上应用的微型摄像机、微型通讯系统等，都需要MEMS技术的支持，以减少体积和重量，改善飞行器的性能。微型飞行器的动力--微型发动机也需利用MEMS技术制造，所以说，微型飞行器除机身和机翼外，都需依靠MEMS技术，甚至机翼也可以用MEMS技术制造灵巧蒙皮，以控制飞行器的飞行姿态。

微型飞行器也称为MAV（Micro Air Vehicle），现在正在研究的MAV主要有三种，一种是像飞机一样的固定翼模型，第二种是跟昆虫和鸟类一样的扑翼模型，第三种是跟直升机一样的旋翼模型。微型飞行器跟鸟类和昆虫一样都在低雷诺数下飞行，因此对鸟类和昆虫的研究对微型飞行器大有帮助。

从目前微型飞行器的研究现状和未来高新技术的发展来看，微型飞行器将会有以下的发展趋势：

微型固定翼飞行器技术将会完全成熟。按照目前的研究进度，可以预测十年内微型固定翼飞行器的性能将会显着改善。微型飞行器的留空时间将会由目前的几十分钟发展到几小时，作战半径将由几公里增加到上百公里，并且将可以实现完全的自主飞行。目前，美国航空环境公司研制和生产的微型固定翼飞行器“黄蜂”（WASP）采用锂电池已经创造了一项最长时间（1小时47分钟）的飞行记录。研制出飞行性能可以与鸟类、昆虫等相媲美的微型扑翼飞行器。在今后一、二十年中，随着非定常空气动力学和低雷诺数空气动力学研究的深入，仿生扑翼动力学基础理论研究将取得很大突破，从而使微型扑翼飞行器的工程化和实用化成为可能。加州大学的研究人员用4年时间研究苍蝇翅膀的工作机理，已经造出了只有10毫米长、3毫米宽、5微米厚的仿生翅膀。它能够以每秒钟150次的频率上下扑动，并且已经使最大尺寸不足3厘米，重量只有100毫克的MFI（Micromechanical Flying Insect）微型扑翼飞行器实现了绑附在一根细线上的半自主飞行。

微型飞行器用于“火蚁战争”。这是一种全新的战争形态，未来的战争将不再是以坦克、军舰和有人驾驶飞行器为特征的常规作战模式。大量灵巧微型传感器（微型飞行器或其变体）将综合成全球天基侦察系统，那时将会有成千上万可以飞行、爬行、盘旋的昆虫大小的武装微型飞行器被用来探测、跟踪、瞄准、攻击和着陆到任何大小的军事目标。微型飞行器将使未来战争的战场空间急剧扩大，并最终可能演变成使用微型机器人的第六维战争。

微型飞行器是一个包含多种交叉学科的高、精、尖技术，其研究水平在一定程度上可以反映出一个国家的科技水平。微型飞行器的研制不仅是对其本身涉及问题的解决，更重要的是，微型飞行器涉及的关键技术问题的提出和解决将有力的带动、促进相关的技术领域的巨大发展。