“魔鬼鱼” 西工大研制出我国首款滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器

来源:央广网

2019-08-06 09:31

央广网西安8月5日消息(记者雷恺)西北工业大学在水下航行器领域又有新突破!西工大航海学院的自主水下航行器团队利用高速相机对蝠鲼进行活体观测研究,对其滑翔与扑动产生的多模式高机动与高效率运动姿态(前游、倒游、偏航、俯仰、急停、翻滚等)进行分析,最终建立了蝠鲼的外形参数模型与运动参数模型,进而研制出了我国首款滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器。

我国首款滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器(央广网发 郭友军 摄)

“魔鬼鱼”蝠鲼是一种生活在热带和亚热带海域的底层的软骨鱼类,被称为“水下魔鬼”,它具有流线型的扁平躯体,这种形态不仅有利于游动推进,还有利于下潜滑行,且在运动流场时,能有效借助流体的能量实现更高效率的滑行运动。蝠鲼这一特性,充分满足长航时、大范围作业的水下推进器的仿生需求。

自主变形仿生柔体潜航器是国家科技部重点支持的研究项目。利用仿生蝠鲼鱼运动原理而研制的柔体潜航器,具有高推进效率、高机动性、高稳定性、低环境扰动、低噪声,以及大负载空间、大负载能力、海底软着陆等特点。因此能更好地达到水下航行器的高机动和长续航能力,以期有效解决传统潜航器存在的机动性、隐蔽性较弱,以及续航时间不足等问题。近日,在西工大游泳馆试航的0.8米级潜航器,属于该项目的原理验证样机,由锂电池做动力,最高时速1节,即1.852公里/小时。

我国首款滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器(央广网发 郭友军 摄)

滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器项目负责人西北工业大学航海学院院长潘光教授介绍,研究团队正在开展三型工程样机的研制。其中,I型样机翼展2米,120公斤,采用刚性机翼,主要验证滑翔能力;II型样机翼展3米,450公斤,机翼尖端部分为柔性,主要验证滑翔为主、扑动为辅的能力;III型样机翼展2米,120公斤,机翼全柔性,主要验证接近蝠鲼的生物性滑扑一体推进能力。

研究团队下一步还将为“魔鬼鱼”装上“耳朵”和“眼睛”,让它具备环境感知能力和地形地貌观测能力,以期用于海洋环境信息长期观测和海底科考目标定点持续观察。潘光教授介绍,不久的将来,团队将推出具备1000米下潜深度、可持续工作1个月的柔性潜航器。“它在海里将与蝠鲼别无二致。”

目前,该研究团队已经奔赴云南的抚仙湖,开展该项目的湖上试验。

责任编辑:奕含
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