[发明专利]猛禽前臂区羽毛分布的仿生阵列结构

说明书

猛禽前臂区羽毛分布的仿生阵列结构，属于仿生结构技术领域。它包括背侧仿生羽毛阵列及腹侧仿生羽毛阵列,所述背侧仿生羽毛阵列及腹侧仿生羽毛阵列组合形成仿生羽毛，所述背侧仿生羽毛阵列包括背侧前端阵列、背侧腕骨阵列、背侧第一指骨阵列及背侧掌骨近端阵列，所述腹侧仿生羽毛阵列包括腹侧前端阵列、腹侧腕骨阵列、腹侧第一指骨阵列及腹侧掌骨近端阵列。本发明通过以猛禽前臂中前臂、腕骨、第一指骨、掌骨部位的次级飞羽和覆羽的附着阵列为仿生原型，设计出适合仿生飞行器使用的仿生羽毛阵列，降低仿生飞行器的飞行阻力，提高飞行效率。

技术领域

本发明属于仿生结构技术领域，具体涉及猛禽前臂区羽毛分布的仿生阵列结构。

背景技术

鸟类翅膀负责产生飞行所需的几乎所有空气动力。猛禽翅膀由羽毛组成，可以折叠或展开以调节空气动力。羽毛的进化是为了平衡空气动力性能和机械完整性的要求，同时执行生态和行为功能。翅膀不对称的形状、长而灵活的后缘和坚硬的前缘，有助于初级飞羽承受迎面而来的空气阻力。近期以来，研究人员将注意力集中在羽毛的微观结构上。例如，利用机载和高速视频，研究了草原鹰在栖息过程中翅膀形状的恢复，包括气动弹性羽毛偏转的作用；不同种类的羽毛都有各自的特点，对海鸥、秋沙鸭、水鸭和猫头鹰的翅膀羽毛和翅膀的几何形状进行了研究。

飞羽（初级飞羽、次级飞羽以及覆羽）和鸟翼的连接以及相互之间的连接，依靠一些小韧带组织和肌肉组织。这些组织已被证实是通过协调收缩来发挥作用的，并且作用在羽毛上来辅助翅膀进行弯曲和伸展动作。此项研究逐渐受到关注，从羽毛附着位置以及尺骨上着生羽根的羽乳头开始，人们逐渐开展工作。后来的工作深入了解了飞羽与翅膀间主要肌肉的连接机制，以及大多数韧带中存在的弹性组织。

目前，对鸟翼上下表面羽毛的阵列方式研究甚少，本发明对此进行研究，并以此为仿生原型，优化仿生飞行器的性能。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种猛禽前臂区羽毛分布的仿生阵列结构，该结构以鸟翼上下表面羽毛的阵列方式为仿生原型，该结构营运在仿生飞行器上，能够降低仿生飞行器的飞行阻力，提高飞行效率。

本发明提供如下技术方案：猛禽前臂区羽毛分布的仿生阵列结构，其特征在于：包括背侧仿生羽毛阵列及腹侧仿生羽毛阵列,所述背侧仿生羽毛阵列及腹侧仿生羽毛阵列组合形成仿生羽毛，所述背侧仿生羽毛阵列包括背侧前端阵列、背侧腕骨阵列、背侧第一指骨阵列及背侧掌骨近端阵列，所述腹侧仿生羽毛阵列包括腹侧前端阵列、腹侧腕骨阵列、腹侧第一指骨阵列及腹侧掌骨近端阵列；

所述仿生羽毛设置在仿生机翼上，所述仿生机翼包括机翼肱骨、机翼桡骨、机翼尺骨、机翼腕骨、机翼掌骨及机翼第一指骨，所述仿生肌腱设置在机翼肱骨近端与机翼掌骨近端之间，所述仿生机翼上覆盖有仿生肌肉，所述仿生羽毛附着在仿生肌肉的表皮上。

所述的猛禽前臂区羽毛分布的仿生阵列结构，其特征在于所述背侧前端阵列包括若干根安装在机翼背侧下边缘的次级仿生飞羽，若干根所述次级仿生飞羽沿着机翼背侧远端向机翼背侧近端依次排列，且次级仿生飞羽的尺寸逐渐变小，所述次级仿生飞羽的羽轴朝下设置，所述次级仿生飞羽羽根的基部位于机翼表面，且被仿生肌肉覆盖包裹，每根所述次级仿生飞羽的根部周围均附着有背侧仿生大覆羽、背侧仿生中覆羽、背侧仿生小覆羽，若干根所述次级仿生飞羽的根部与仿生肌腱之间的表皮上均布有若干根背侧仿生小覆羽，所述背侧仿生小覆羽向下并偏向机翼背侧远端方向设置,所述机翼背侧最上端边缘处设有若干根背侧仿生边缘小覆羽，若干根所述背侧仿生边缘小覆羽紧密排布，统一朝向机翼背侧远端方向，所述机翼背侧肘关节处的表皮上设有裸区一，该机翼背侧肘关节指的是仿生机翼的肱骨和尺骨、桡骨的交汇处。