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科技日報記者李麗云 通訊員朱虹
讓飛機會潛水，讓潛器會飛。科幻創(chuàng)意變成了現(xiàn)實。記者4日從哈爾濱工程大學獲悉，該校水下機器人技術國家級重點實驗室歷時一年多，研發(fā)出兩架既能上天也能入海的潛空跨介質(zhì)航行器，分別命名為“長弓1號”“長弓2號”，近日在黑龍江省五常市龍鳳山水庫試飛成功。
這兩款航行器類似兩架小飛機，能在空中、水面、水下切換自如，可負重1千克，潛深100米，通過搭載的高清攝像機與數(shù)傳電臺，完成大氣邊界層與海洋邊界層界面觀測。
團隊負責人、哈工程船舶工程學院教授李曄介紹，兩款航行器分別采用了固定翼和折疊翼結構，均能夠迅速跨越水空介質(zhì)，在空中穩(wěn)定飛行，在水下隱蔽航行，全程無需人工控制。
空氣和水是兩種截然不同的介質(zhì)，潛空跨介質(zhì)航行器在不同環(huán)境介質(zhì)中航行時，會受到未知的風、浪、流聯(lián)合干擾，所受環(huán)境外力情況和相應動力學響應都有顯著差異。李曄告訴記者，不同介質(zhì)跨越是研發(fā)瓶頸所在。設計之初，經(jīng)過對多旋翼、傾轉(zhuǎn)旋翼、固定翼等構型方案進行綜合比對分析，團隊最終確定固定翼飛行構型方案。
固定翼相比其他結構，在介質(zhì)跨越過程中用時更短，但研發(fā)難度更大。不同于多旋翼可以在水面上起飛，固定翼飛行器可以直接跨越水空界面，這種跨域方式并無適合的數(shù)學模型可參考。綜合水中和空中各項性能參數(shù)要求，團隊進行了無數(shù)次仿真實驗，最終完成樣機總體方案設計。
讓“飛機潛水”是哈工程科研團隊看家本領，但讓“潛器會飛”著實給團隊帶來不小挑戰(zhàn)。技術負責人、哈工程博士生孫祥仁介紹，通常航行器為抗壓，下潛越深材料越重，但機身過重就無法輕盈起飛，因此，團隊通過一系列手段為航行器減重，連1克重電線也斤斤計較，力求將總重控制到最低。
最終，固定翼與折疊翼樣機雙雙成功實現(xiàn)跨域航行，意味著融合空中飛行、水面游弋、水下巡航能力于一體的跨介質(zhì)航行器技術取得重要進展。業(yè)內(nèi)專家評價，這種航行器用途廣泛，在海洋探索和開發(fā)方面具有廣闊應用前景。
標簽： 潛空跨介質(zhì)航行器 飛機潛水
