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同济师生放飞4000年前埃及古墓“木鸟”

已有 1068 次阅读 2019-5-6 18:59 |系统分类:科普集锦

 

古埃及木鸟放飞视频

1898年,一座4000多年前的古埃及坟墓里人们发现了一个与现代飞机极为相似的模型。该模型14厘米,翼展18 厘米,头部3. 2厘米,材质为当地盛产的无花果木,重约30克;外形似鸟,故被称为“木鸟”模型。目前该模型存放于埃及古博物馆内。       

                                                                 

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1 古埃及“木鸟”模型

近些年来,越来越多的学者认定,这模型是飞机,而绝非 “木鸟”;这是因为模型具有鸟类所没有的垂尾,且垂尾上明显留有平尾脱落的痕迹。若补上平尾,“木鸟”则完全是一架小小的滑翔机,非常符合空气动力学原理。因此,也有一种观点认为这是古埃及贵族的“滑翔机”玩具,有点类似于今天大家玩得纸飞机。

为了一探究竟,近来同济大学航空与力学学院师生团队对古埃及“木鸟”模型展开了一系列研究。首先,他们在电脑上CAD建模,用3D打印机打印出了一架等比例的古埃及“木鸟”;按照“木鸟”的原始图纸,手工制作了一架1.5:1的轻木“木鸟”模型。3D打印和轻木的“木鸟”重量分别为45克和76克。

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2 “木鸟”实物模型

然后,他们分别使用计算流体力学(CFD)软件和风洞,对木鸟的气动特性进行了计算和吹风测试。同时,使用自制的弹射架,对“木鸟”展开了弹射滑翔试验。测试结果表明,这架古埃及古墓“木鸟”的升阻比可达到2.5,具有出色的气动性能和稳定性。

  


埃及“木鸟”CFD分析与风洞试验

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4 古埃及“木鸟”的骨架

接着,师生们在电脑中采用切片法设计出了古埃及“木鸟”的骨架等内部结构,并在激光雕刻机上用轻木等材质加工出“木鸟”的部件。最后经组装,复制完成了一架10:1的放大版埃及古墓“木鸟”。

 

5制作中的古埃及“木鸟”

复原后的古埃及“木鸟”身披金黄色蒙皮,翼展1.44米,采用“T”型尾常规布局,升力体设计,地面遥控,形态惟妙惟肖;“木鸟”选用14.8V的锂电池组供电,大功率无刷电机动力,配156的双叶木质螺旋桨。

5月4日,蓝天白云、微风拂面,正是试飞的好天气。师生们乘着大巴车来到上海松江进行木鸟放飞。 随着油门加大,“扑棱棱,扑棱棱……”木鸟头部的螺旋桨飞快地转动起来。然后,的一声,4000千年前古埃及的“木鸟”一抹黄色划开蓝白,直冲云霄。

“复原4000年前埃及古墓木鸟,并让其飞上蓝天,是一项激动人心的事。这项工作旨在追溯人类飞行器的起源,展示古代人类文明的神奇魅力,为现代飞机设计提供灵感和启示。”团队指导老师沈海军教师表示。

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6 团队试飞前合影

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7 “木鸟”超低空飞行


作者:任芳言 来源: 中国科学报 发布时间:2019-5-6

放飞4000年前埃及木鸟

 

▲试飞现场


 

▲古埃及木鸟模型  沈海军供图

本报讯(见习记者任芳言)5月4日,一只来自4000年前埃及古墓的“鸟儿”被成功放飞。同济大学航空与力学学院研究人员通过3D打印等技术将埃及古博物馆内的木鸟模型复原,通过计算和风洞实验,确证该模型并非单纯外形似鸟,而是一架可以上天的飞机。

该院教授沈海军告诉《中国科学报》,自1989年人们在埃及古墓中发现这一模型以来,越来越多的学者认为应认定其为飞机模型,而不是普通的木鸟摆件。

“因为该模型有鸟类没有的垂尾,且垂尾上有明显的平尾脱落痕迹。”沈海军表示,补上平尾,该模型就是一架小小的滑翔机,符合空气动力学原理。

研究团队首先复原出1:1的模型,再按照原始图纸制作出1.5:1的版本,对其气动特性进行计算和吹风测试,并开展弹射滑翔试验。结果表明,这只“鸟儿”的升阻比可达2.5,气动性能、稳定性和滑翔性能出色。

最终,团队用切片法设计出该模型的骨架等内部结构,用轻木材料制作部件,完成了10:1的放大版模型。该模型翼展1.4米,配有双叶木制螺旋桨,由锂电池组供电、手动遥控操作。5月4日上午,放大版木鸟模型完成了首次试飞验证。

沈海军表示,“现代飞机设计受鸟的启发非常多。该木鸟模型可以认为是飞机的最早雏形,因为它和现代飞机外形上非常相似,符合飞机空气动力学原理。通过复原工作,我们可以追溯人类飞行器的起源,更好地理解古代人类文明”。

《中国科学报》 (2019-05-06 第1版 要闻)



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1 李毅伟

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