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同济师生成功放飞4000年前埃及古墓“木鸟”

作者: | 发布时间:2019-05-12 19

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来源/校方供图

  近日,同济大学航空与力学学院师生团队还原了埃及古墓“木鸟”,并成功放飞。

  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。该模型长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。

  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的纸飞机。

  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。

  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。

  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”。

  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15´6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,“嗖”的一声,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授表示。

  新民晚报记者 张炯强