为了实现鸟类翅膀扑动过程中的复杂运动,设计了一套能够实现挥拍-折叠运动的扑动机构,首次采用了ADAMS-XFlow联合仿真的方法进行气动特性研究,分别研究扑动频率与来流速度对其气动特性的影响,得到了在不同条件下的升力系数和推力系数曲线、速度云图及展向压力云图,结果表明:增加扑动频率可以大幅度提高仿生扑翼飞行器的气动特性;增加空气来流速度将降低仿生扑翼飞行器的气动特性;增加扑动频率和来流速度都将减小扑翼的速度波动对气动特性的影响。

通过进行微型扑翼飞行器低速风洞实验,研究了扑动幅值角对扑翼飞行器气动力特性的影响。实验中选择了4种机翼扑动幅值角55°、75°、95°和115°,实验风速从4m/s～10m/s,间隔2m/s,扑动频率从4Hz～8Hz。实验结果表明:在不同风速和扑动频率下,扑动幅值角分别为55°、75°、95°、115°时随着风速的增加升力明显增加,但随着频率的增加升力并未增加。在不同风速和扑动频率下得出扑动幅值角分别为55°、75°、95°、115°时推力随扑动频率的变化曲线,可以看出随着风速的增加推力明显减小,但随着频率的增加推力明显增加。实验结果与自然界中鸟和昆虫的飞行特性相一致。

为了探索、验证微型扑翼机风洞试验的可能性以及可能存在的问题，我们在西北工业大学低湍流度风洞对微型扑翼机进行了探索性风洞试验，并进行了扑翼的扑动频率、速度、迎角对气动特性影响研究。研究表明：微型扑翼机试验技术复杂，要求风洞流场品质高，特别要求低湍流度、低雷诺数的试验风洞，采用高精度的测试设备，运用先进的测试方法。试验结果表明：本次探索性试验研究是成功的，试验结果可供扑翼机总体、气动设计参考。