哈工程研發潛空跨介質航行器試飛成功

        科技日報 2022-11-05 15:34:55


        (資料圖片)

        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。科幻創意變成了現實。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,研發出兩架既能上天也能入海的潛空跨介質航行器,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,在空中穩定飛行,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,潛空跨介質航行器在不同環境介質中航行時,會受到未知的風、浪、流聯合干擾,所受環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,不同介質跨越是研發瓶頸所在。設計之初,經過對多旋翼、傾轉旋翼、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,在介質跨越過程中用時更短,但研發難度更大。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學模型可參考。綜合水中和空中各項性能參數要求,團隊進行了無數次仿真實驗,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。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航行器技術取得重要進展。業內專家評價,這種航行器用途廣泛,在海洋探索和開發方面具有廣闊應用前景。

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