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| 內容簡介： |
仿生扑翼微型飞行器具有体积小、重量轻、携带方便、隐蔽性好、机动灵活等优势，因此在单兵作战、反恐作战、情报侦査等军事领域以及灾害救援和环境监控等民用领域都具有广泛的应用前景，是未来最具潜力的一种微型飞行器。扑翼微型飞行器在力学机理、控制方式与控制算法以及材料和加工工艺等方面都与常规飞行器不同，对多个学科前沿技术与理论提出了不小的挑战，相关研究近年来进展迅速，因而有必要系统地将相关理论、研究方法、前沿技术和最新进展融人到航空航天类专业的教学中，从知识、能力、思维方式和综合素质等多个角度对学生进行全面培养，以贴近科学前沿、理论实践结合和自主探究解决方案等手段锻炼学生的综合能力。本书从仿生扑翼微型飞行器总体设计的角度概述介绍仿生技术在飞行器中的应用，包括动物的飞行特点和其在飞行器设计中的应用原理、动物飞行的空气动力学原理和飞行力学基本原理，仿生扑翼飞行器设计中的各大系统的实现方式，包括动力系统、升力系统、传动系统、能源系统、控制系统、导航系统和有效载荷等，增强读者对仿生扑翼微型飞行器的基本原理、组成、关键技术和应用的全面认知。
來源：香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk
作者多年来一直从事仿生扑翼微型飞行器的教学与科研工作，在北京航空航天大学主讲“仿生飞行器”本科生核心通识课。尽管国内已有研究团队开展仿生扑翼微型飞行器的研制工作，但截至 2023年，国内高校尚没有一本相关教材，使得选修通识课的本科生只能通过阅读论文获得片面信息。仿生扑翼微型飞行器在气动、驱动、控制等方面的原理均与固定翼或旋翼飞行器显著不同，故若以现有的固定翼或旋翼飞行器教材作为学习的参考资料，可获取的知识不够全面。因此，作者深感有必要编写一本仿生扑翼微型飞行器概论，作为“仿生飞行器”通识课及其他院校选择相关课程学生的入门学习资料，也可指导从事仿生扑翼微型飞行器研制的科研人员。
为了使读者更清晰地理解本书内容，作者尽可能少地涉及数学知识，尽量以通俗的语言进行介绍。本书共9章，各章要点如下。
第1章介绍了自然界昆虫、鸟类、鱼类、哺乳动物以及早期翼龙飞行的演化历史，概述了人类探索扑翼飞行的历史进程并重点介绍仿生扑翼微型飞行器概念简要介绍了仿生扑翼微型飞行器研制的关键理论与技术，列举了目前国际上已公开的样机。
第2章简要介绍了鸟类和昆虫飞行的扑翼运动特征及空气动力学基本知识重点介绍了扑翼悬停与前飞的非定常空气动力学原理，包括昆虫悬停飞行的高升力机制，鸟类滑翔、群体飞行的基本气动原理等。
第3章以鸟类和昆虫翼的生理学构造和特征为基础，重点介绍目前仿生翼的设计方法、材料制备、加工工艺以及性能测试。
第4章介绍了仿生扑翼微型飞行器能源系统的主要类型、性能指标与选型准则，简要介绍了仿生扑翼微型飞行器动力系统的常见类型及其匹配设计方法。
第5章以鸟类和昆虫驱动翼拍动的生理结构为出发点，铺垫了若干典型机械传动形式的原理与应用案例，重点介绍了仿鸟与仿昆虫扑翼传动系统的设计案例及其设计流程。
第6章以飞行控制的基本原理为基础，简要介绍了飞行器控制系统的常见软硬件，重点介绍了仿生扑翼微型飞行器的控制方法及其响应控制器设计方法。
第7章以仿生扑翼微型飞行器的应用需求为牵引，简要介绍其可能装载的图像采集系统、声音采集系统、导航系统、武器系统等常见机载系统。
第8章简要介绍仿生扑翼微型飞行器传动系统、升力系统、控制系统的地面测试试验布置方案与流程，重点介绍其悬停、起飞等重要试飞科目的试飞流程；对试飞阶段常见问题进行解答并提出解决措施。
第9章围绕仿生扑翼微型飞行器在军民领域的应用前景，描述其未来在变体、轻量化、降噪、新能源、隐身等方面的技术发展趋势，描绘了在军事与民用领域的若干假想应用场景。
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| 關於作者： |
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吴江浩，北京航空航天大学交通科学与工程学院教授，主要从事生物飞行机理及其在仿生微型飞行器设计中的应用研究。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金等科研项目/课题 30 余项，在Progress in Aerospace Sciences、Journal of Fluid Mechanics等期刊发表论文 100 余篇，授权国家发明专利 30 余项，获国家自然科学二等奖、中国航空学会自然科学一等奖等奖励，入选美国斯坦福大学全球前2%顶尖科学家年度科学影响力榜单。
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| 目錄：
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第1章 绪 论
1.1 动物飞行的演化
1.2 人类探索扑翼飞行的历史
1.3 仿生扑翼微型飞行器发展现状
1.4 仿生扑翼微型飞行器用
第2章 动物飞行的基本空气动力学原理
2.1 动物飞行的运动特征
2.2 空气动力学基本知识
2.3 鸟类飞行的基本力学原理
2.4 昆虫飞行的基本力学原理
第3章 仿生翼构造与特点
3.1 生物翼的结构特征与运动模式
3.2 仿生翼的结构特征、制备材料与制备工艺
3.3 仿生翼的性能评价与测量方法
第4章 仿生扑翼微型飞行器的能源与动力系统
4.1 能源系统简介
4.2 动力系统简介
第5章 仿生扑翼微型飞行器传动系统
5.1 传动系统简介
5.2 仿生扑翼的传动系统原理与举例
5.3 仿生扑翼传动系统举例
5.4 仿生扑翼的传动系统设计流程
第6章 仿生扑翼微型飞行器的控制系统
6.1 飞行控制的基本原理
6.2 控制系统的硬件构成
6.3 仿生扑翼微型飞行器的控制器设计
第7章 仿生扑翼微型飞行器的任务载荷系统
7.1 总体性能指标要求
7.2 图像采集系统
7.3 声音采集系统
7.4 大气信息采集系统
7.5 生命探测系统
7.6 导航系统
7.7 导引系统
7.8 武器系统
7.9 中继系统
第8章 仿生扑翼微型飞行器试飞
8.1 地面试验
8.2 试飞测试
8.3 试飞阶段常见问题及解决措施
第9章 未来技术发展与应用设想
9.1 技术领域及其发展趋势
9.2 应用场景构想
附录A 仿生扑翼微型飞行器制作与基础试飞测试
A.1 内容概述
A.2 仿生扑翼微型飞行器的组成和工作原理
A.3 仿生扑翼微型飞行器的制作装配
A.4 仿生扑翼微型飞行器的检测、调试和试飞
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| 內容試閱：
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在人类发展的历史长河中，飞行始终是人们梦寐以求的能力。自然界的鸟类、昆虫、蝙蝠等生物经过数亿年的自然选择才拥有了如今高超的飞行技能，支持它们完成迁徙、捕食、逃脱等行为。人类探索飞行奥秘与实现飞行也经历了千年的发展历程。1903年，美国莱特兄弟首次成功试飞了依靠自身动力的第一架飞机--“飞行者一号”，迈出了人类研制飞机、实现飞行的第一步。现如今，常规客机的研制技术已非常成熟，乘坐客机穿梭于城市之间甚至是跨越大洋都已不是难题。如果仔细观察客机布局，会发现它们实现飞行的原理与自然界的生物完全不同。鸟类、昆虫、蝙蝠等生物主要依靠扑动的翅膀完成飞行，而客机主要依靠固定的机翼和航空发动机来分别产生升力和推力。因此，虽然客机的出现在一定程度上满足了人类飞行的需求，但科学家们依然热衷于探索由扑翼驱动的飞行方式并研制相应布局的飞行器。
在不断探索与尝试的过程中，科学家们意识到，自然界的生物可以依靠扑翼实现飞行，很大程度上是由于它们身体尺寸较小、飞行的速度较低。如果在常规客机尺寸和飞行速度范围内设计扑翼，其飞行效率将非常低。因此，扑翼通常作为尺寸更小的微型飞行器的布局形式之一。微型飞行器是由美国国防部高级研究计划局(DARPA)提出的一类新概念无人飞行器，通常要求最大尺寸在 15 cm以下且具备仿生特质，在战场侦察、反恐救援、灾害救援等军事与民用领域拥有广阔的应用前景。进入21世纪后，仿生扑翼微型飞行器发展迅猛，在国际范围内出现了多款功能样机，已能够实现稳定悬停和基本的机动飞行动作。然而这些样机大多还未完全满足 DARPA 关于微型飞行器的尺寸和续航要求，提升它们的飞行性能需要综合运用生物学、力学、电学、机械设计、控制理论等学科的理论知识。
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