西工大滑撲一體仿蝠鲼柔體潛水器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目斬獲大獎(jiǎng) 看看這個(gè)“魔鬼魚(yú)”到底有多
4月4日記者獲悉，西工大“魔鬼魚(yú)”再次斬獲大獎(jiǎng)一枚。由西北工業(yè)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)寧波研究院、中國(guó)船舶科學(xué)研究中心聯(lián)合申報(bào)的《滑撲一體仿蝠鲼柔體潛水器技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目》獲得2022年度中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)審技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng)。
獲獎(jiǎng)項(xiàng)目和“魔鬼魚(yú)” 有什么關(guān)系
魔鬼魚(yú)，學(xué)名蝠鲼，是一種生活在熱帶和亞熱帶海域底層的軟骨魚(yú)類(lèi)，被稱(chēng)為“水下魔鬼”，它流線型的扁平軀體，不僅有利于游動(dòng)推進(jìn)，還有利于下潛滑行，且在運(yùn)動(dòng)流場(chǎng)時(shí)，能有效借助流體的能量實(shí)現(xiàn)更高效率的滑行運(yùn)動(dòng)。這一特性，充分滿足長(zhǎng)航時(shí)、大范圍作業(yè)的水下推進(jìn)器的仿生需求。
西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院的自主水下航行器團(tuán)隊(duì)根據(jù)對(duì)蝠鲼相關(guān)運(yùn)動(dòng)原理，研制出了我國(guó)首款滑撲一體自主變形仿生柔體潛航器。2022年，開(kāi)展了仿蝠鲼柔體潛水器與真實(shí)魚(yú)群的同游實(shí)驗(yàn)，對(duì)提高潛水器仿生性能具有里程碑意義，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)“智慧海洋館”“智能海洋牧場(chǎng)”等應(yīng)用場(chǎng)景奠定了基礎(chǔ)。
斬獲大獎(jiǎng)的“魔鬼魚(yú)”
突破5種關(guān)鍵技術(shù)
目前，團(tuán)隊(duì)一共研制了六型十余臺(tái)仿蝠鲼潛水器樣機(jī)，國(guó)際首創(chuàng)“滑撲一體”概念，突破了以下5種關(guān)鍵技術(shù)：
國(guó)際首創(chuàng)“滑撲一體”仿蝠鲼柔體潛水器：解決了潛水器遠(yuǎn)航程、長(zhǎng)航時(shí)與高機(jī)動(dòng)兼顧的難題。
仿生外形優(yōu)化設(shè)計(jì)與大變形流固耦合仿真技術(shù)：仿蝠鲼外形相似度達(dá)到90%以上。
飛翼滑翔與仿生撲翼推進(jìn)一體化技術(shù)：實(shí)現(xiàn)了弓形滑翔回轉(zhuǎn)角速度15%（傳統(tǒng)飛翼滑翔機(jī)襟翼轉(zhuǎn)彎角速度的10倍）、撲動(dòng)原位回轉(zhuǎn)角速度60°。
滑撲多模態(tài)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)與環(huán)境親和控制技術(shù)：仿蝠鲼潛水器滑撲順滑切換時(shí)間小于0.5s、運(yùn)動(dòng)相似度超過(guò)90%。
“魔鬼魚(yú)”身上滿滿的科技新突破，還包括其“身體”中的大深度柔性電池技術(shù)，能量密度達(dá)到354Wh/L，8萬(wàn)次彎折后容量保持率超過(guò)90%，整體電量相比原來(lái)提升10%。
未來(lái)仿蝠鲼潛水器
將擁有超強(qiáng)續(xù)航能力
據(jù)介紹，未來(lái)，最新一代仿蝠鲼潛水器將裝備強(qiáng)有力的仿生擺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)，其推進(jìn)系統(tǒng)能夠更加逼真地模擬真實(shí)蝠鲼生物的胸鰭運(yùn)動(dòng)，為“魔鬼魚(yú)”的高機(jī)動(dòng)和強(qiáng)續(xù)航能力提供保障。
此外，它還將疊加“大深度柔性電池”技術(shù)，除了在“肚子”里，柔軟的胸鰭里也可以裝滿電池，從而擁有超強(qiáng)續(xù)航能力。新一代樣機(jī)采用了更加接近真實(shí)蝠鲼生物的外形設(shè)計(jì)，它頭上的兩根觸須幾乎快要“以假亂真”，即便在海洋中碰到“同伴”也不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。不僅如此，它還將裝備最新的雙目視覺(jué)傳感系統(tǒng)、溫鹽深水文信息采集系統(tǒng)、聲學(xué)信息采集系統(tǒng)、水聲通信與定位系統(tǒng)、高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等，未來(lái)將具備更強(qiáng)的作業(yè)能力和應(yīng)用能力。