新華社上海4月9日電(記者張建松、丁汀)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(duì)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(gè)電子艙。“哪吒”的機(jī)臂上,有一個(gè)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(duì)曾錚副研究員介紹,“哪吒”是將水下滑翔機(jī)的設(shè)計(jì)理念與無人機(jī)的設(shè)計(jì)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。
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(jiān)持不懈的技術(shù)攻關(guān)。上海交大海洋技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(huì)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)、??湛缃橘|(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(dòng)密封完全不同的技術(shù),既能夠在空中高速轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)也能在水下承壓。獲得國家發(fā)明專利的高壓氣動(dòng)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(dòng)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(duì)成員設(shè)計(jì)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(dòng)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。
“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(shí)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(duì)實(shí)力雄厚,近年來承擔(dān)了多個(gè)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)、??諆蓷叫衅?、深海探測與作業(yè)技術(shù)等方面取得了多個(gè)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(dòng)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)、海洋工程中等領(lǐng)域,對特定海區(qū)同時(shí)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。
原標(biāo)題:既上天又入海!??諆蓷臒o人航行器“哪吒”在滬成功研制
值班主任:顏甲