仿昆扑翼微飞行器概念设计及应用_张卫平，柯希俊著_9787118123418

　　《仿昆扑翼微飞行器概念设计及应用》共9章。首先阐述了研究背景和工程意义、双翅目类昆虫翅拍模型的研究概况和仿昆扑翼微飞行器的国内外研究现状，提炼出工程设计面临的重要问题。其次概述昆虫扑翼飞行计算流体动力学（CFD）的建模理论和数值求解方法，并介绍了扑翼飞行气弹性噪声的研究现状，重点论述了不同扑翼飞行物种的发声机制和降噪机制。建立了扩展准稳态气动力和惯性力及力矩模型，用于解决扑翼悬飞翅拍动力学问题和悬飞能耗小时气动参数优化问题。再次基于准稳态气动力模型和集总参数化线性模型建立了扑翼悬飞概念设计框架。从工程原型样机研制的角度，系统阐述了悬飞仿昆扑翼微飞行器的设计、制造和测试等工程技术路线。最后总结《仿昆扑翼微飞行器概念设计及应用》的主要内容并展望了未来的研究方向。
　　《仿昆扑翼微飞行器概念设计及应用》结构清晰，注重前瞻性和系统性，突出理论问题和工程应用的结合。既可作为高等院校微飞行器设计、航空航天和微机电系统等相关专业的高年级本科生和和研究生教材，也可以作为相关领域的航空工程师和科研人员的参考用书。

　　仿昆扑翼微飞行器（Flapping Wing Micro Aerial Vehicle，FWMAV）是一类昆虫尺度的空中飞行机器人。通过模仿飞行昆虫的高频往复式变攻角扑翼翅运动模式，它能够实现与飞行昆虫相似的悬飞能力和机动性。该尺度的微小型扑翼飞行器具有众多较大尺度的扑翼飞行器无与伦比的优点，其个体小、重量轻、噪声低、功耗低、制造成本低、机动灵巧，能协同工作。其在未来的军民领域中拥有广阔的应用前景，如交通、环境监视和监管、狭窄空间的灾难搜救、农作物授粉、民用安防、军事侦察和定点投放以及干扰等，目前有关仿昆FWMAV的研究已成为国内外部分重要科研机构和研发单位的热门研究课题。
　　虽然仿昆FWMAV有众多优点，但因其研制涉及多学科的交叉和融合——即复合材料设计和微加工、功能材料驱动技术、微机电技术、低雷诺数三维非稳态空气动力学、先进的机器人自主控制技术（如智能控制理论、同步定位建图技术（Simultaneous Localization and Mapping，SLAM）、航迹规划技术）、电子工程学（如超大规模集成电路、低功耗电源电路、电子神经系统）、计算机科学（如协同算法、人工智能算法）等学科，所以其研制难度极具挑战性。针对仿昆FWMAV的研究势必带动并促进相关学科和关联技术的进步。
　　本书系统开展了有关仿昆FWMAV的悬飞气动力分析、气动参数的最优化设计、概念设计和样机微加工制造等科学与工程问题的论述和研究，以期为仿昆FWMAV的气动布局设计和系统级概念设计提供基础性理论框架；同时为仿昆FWMAV未来自主飞行姿态控制机制中涉及的翅拍动力学和翅膀被动扭转动力学问题提供一些见解。本书涉及的主要研究内容具有一定的理论原创性和实践性，可用于指导仿昆扑翼微飞行器的准稳态气动力的理论预测、翅运动轨迹的可调控策略设计、气动参数的最优化设计、概念设计、样机的微加工制造和装配以及测试。
　　本书共九章：第一章阐述了本书的研究背景和工程意义。随后叙述了双翅目类昆虫翅拍模型的研究概况和仿昆FWMAV的国内外研究现状，从中提炼出了本书在从事仿昆FWMAV的工程设计时将面临的重要工程问题和学术问题，即厘清了本书的研究动机和需解决的关键问题；第二章概述了当前流行的昆虫扑翼飞行的计算流体动力学（CFD）的建模理论和数值求解算法；第三章介绍了扑翼飞行气弹性噪声的研究现状，重点论述了不同扑翼飞行物种的发声机制和降噪机制。第五章和第六章分别开展了基于第四章提出和建立的扩展的准稳态气动力和惯性力及力矩模型的扑翼悬飞翅拍动力学问题和扑翼悬飞能耗最小时的翅膀几何学参数和运动学参数的单独或组合优化研究；第七章基于准稳态气动力模型和集总参数化线性模型建立了扑翼悬飞概念设计框架；第八章阐述了悬飞仿昆FWMAV的设计、制造和测试；第九章简述了本书的工作总结和主要研究内容以及对未来研究方向的展望。

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