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上天入海，一種新概念海空兩棲無人航行器成功研制
來源:尖兵之翼
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作者:高博特
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發(fā)布時間: 1575天前
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上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊成功研制，多項(xiàng)技術(shù)獲得國家發(fā)明專利，相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際權(quán)威期刊《海洋工程》.....
既可以上天，也可以入海，一種新概念的海空兩棲無人航行器“哪吒”，由上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊成功研制，多項(xiàng)技術(shù)獲得國家發(fā)明專利，相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際權(quán)威期刊《海洋工程》。
記者在上海交通大學(xué)海洋學(xué)院哪吒實(shí)驗(yàn)室看到，小巧玲瓏、紅白相間的“哪吒”既有固定翼又有旋翼，中間主體是一個電子艙。“哪吒”的機(jī)臂上，有一個十分巧妙的折疊機(jī)構(gòu)。通過機(jī)械自鎖裝置，可以實(shí)現(xiàn)入水之后機(jī)臂折疊，出水之前機(jī)臂展開。
據(jù)上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊曾錚副研究員介紹，“哪吒”是將水下滑翔機(jī)的設(shè)計理念與無人機(jī)的設(shè)計思想進(jìn)行了有機(jī)融合，具備垂直起降與懸停、水平飛行、水下滑翔等多種功能于一體。不僅能在空中飛行自主定位，還可以在指定海域或者水面降落，并進(jìn)入水下潛航，完成水下的觀測任務(wù)后鉆出水面，自主飛行返航。巧妙之處是，“哪吒”的固定翼不僅是空中的飛行翼，入水以后還可以成為滑翔翼。旋翼則可實(shí)現(xiàn)航行器在水、空跨界過程中的穩(wěn)定起降。
記者在上海交通大學(xué)海洋學(xué)院哪吒實(shí)驗(yàn)室看到，小巧玲瓏、紅白相間的“哪吒”既有固定翼又有旋翼，中間主體是一個電子艙。“哪吒”的機(jī)臂上，有一個十分巧妙的折疊機(jī)構(gòu)。通過機(jī)械自鎖裝置，可以實(shí)現(xiàn)入水之后機(jī)臂折疊，出水之前機(jī)臂展開。
據(jù)上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊曾錚副研究員介紹，“哪吒”是將水下滑翔機(jī)的設(shè)計理念與無人機(jī)的設(shè)計思想進(jìn)行了有機(jī)融合，具備垂直起降與懸停、水平飛行、水下滑翔等多種功能于一體。不僅能在空中飛行自主定位，還可以在指定海域或者水面降落，并進(jìn)入水下潛航，完成水下的觀測任務(wù)后鉆出水面，自主飛行返航。巧妙之處是，“哪吒”的固定翼不僅是空中的飛行翼，入水以后還可以成為滑翔翼。旋翼則可實(shí)現(xiàn)航行器在水、空跨界過程中的穩(wěn)定起降。
上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊曾錚副研究員介紹“哪吒”。新華社記者 張建松 攝
作為海空兩棲的航行器，“哪吒”高強(qiáng)的本領(lǐng)來自科研人員長達(dá)五年堅持不懈的技術(shù)攻關(guān)。上海交大海洋技術(shù)團(tuán)隊連璉教授、曾錚副研究員帶領(lǐng)盧迪、熊程珂、呂晨昕、胡銳等成員，在上海市社會發(fā)展科技攻關(guān)項(xiàng)目、上海交通大學(xué)重點(diǎn)前瞻布局基金項(xiàng)目、青島國家海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目等支持下，成功研發(fā)了承壓耐蝕高速電機(jī)、小型輕量化浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、海空跨介質(zhì)航行的非線性穩(wěn)定控制器等一系列關(guān)鍵核心技術(shù)。其中，承壓耐蝕高速電機(jī)采用了和傳統(tǒng)水下推進(jìn)器動密封完全不同的技術(shù)，既能夠在空中高速轉(zhuǎn)動，同時也能在水下承壓。獲得國家發(fā)明專利的高壓氣動浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用高壓氣體源作為浮力調(diào)節(jié)驅(qū)動力，實(shí)現(xiàn)航行器浮力和俯仰姿態(tài)的同步調(diào)節(jié)，通過這套獨(dú)特的小型輕量化浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可滿足兩棲航行器對載重的嚴(yán)苛要求。此外，針對航行器在入水過程中受到風(fēng)浪流的干擾，團(tuán)隊成員設(shè)計了多種控制算法，做了大量仿真實(shí)驗(yàn)，為攻克這一難題提供了解決方案。目前，“哪吒”已具備50米級水下航行、5千克負(fù)載能力以及良好的空中運(yùn)動與跨介質(zhì)能力。2020年，“哪吒”在浙江千島湖成功進(jìn)行了測試，今年還將赴南海進(jìn)行海試。 上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊在工作中。新華社記者 張建松 攝
“我們之所以將這種新概念的海空兩棲航行器命名為‘哪吒’，是國產(chǎn)電影《哪吒》中有句話讓我們深深共鳴，人們眼中的成見是一座大山，我們要勇于打破這種是非成見。”曾錚說，“在人們的傳統(tǒng)印象中，空氣和水是兩種截然不同的介質(zhì)，航行器是不可能同時飛行的。哪吒就是要打破這種成見，實(shí)現(xiàn)在空氣和水里的自由穿越。”上海交通大學(xué)海洋技術(shù)團(tuán)隊實(shí)力雄厚，近年來承擔(dān)了多個國家重大項(xiàng)目，在無人遙控潛水器作業(yè)系統(tǒng)、深海智能浮標(biāo)、海空兩棲航行器、深海探測與作業(yè)技術(shù)等方面取得了多個重要進(jìn)展和成果。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，作為一種穿越航行于空中、水面和水下的高機(jī)動性跨介質(zhì)運(yùn)載平臺，“哪吒”未來有望廣泛應(yīng)用于海上搜救、海洋科學(xué)、海洋工程等領(lǐng)域，對特定海區(qū)同時進(jìn)行空中、水面和水下的探測任務(wù)，大幅提升我國海洋立體監(jiān)測水平和能力。 以上內(nèi)容為高博特編輯選取的熱點(diǎn)新聞，尊重原創(chuàng)，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。
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