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仿生海洋“魔鬼魚”來了

2019-08-12 16:04誠信在線-誠信在線手機版下載編輯:誠信在線人氣:


  前沿·速遞
  仿生海洋“魔鬼魚”來了
  我國首款滑撲一體自主變形仿生柔體潛航器誕生

仿生海洋“魔鬼魚”來了

  團隊成員在對我國首款滑撲一體自主變形仿生柔體潛航器進行測試。郭友軍/攝

  西北工業大學遊泳館内,一條可愛的“魔鬼魚”四處遊弋——它翼展0.8米,誠信在線,“背部”黝黑,“腹部”雪白,“頭部”又扁又寬,“尾部”又尖又扁,“翅膀”(翼狀鳍)則和身體融為一體……

  别看它外表憨态可掬,可是一下水卻是另外一副樣子——一會兒扇動“翅膀”全速前行,一會兒輕擺尾部靈巧轉圈兒,一會兒又似動非動地漂浮在水面。趁你不注意,它還會一個猛子潛入水底……

  “目前,我們已經可以實現這隻仿生“魔鬼魚”的撲動、滑翔、急停、轉彎等動作,與真實魔鬼魚幾乎沒有差别。”站在岸邊遙控這條仿生魚的西工大航海學院老師曹勇告訴記者。

  據了解,魔鬼魚學名“蝠鲼”,是一種生活在熱帶和亞熱帶海域的底層軟骨魚類,被稱為“水下魔鬼”。蝠鲼具有流線型的扁平軀體,這種形态不僅有利于遊動推進,還有利于下潛滑行,且能在移動中有效借助流體的能量實現更高效率的滑行運動。

  目前,人類已經觀測到蝠鲼長達數千公裡的遷徙現象。這正是對其高效率運動的證明。蝠鲼的這一特性,能夠充分滿足長航時、大範圍作業的水下推進器的仿生需求。

  利用高速相機對蝠鲼進行的活體觀測研究,西北工業大學航海學院的自主水下航行器團隊,對其滑翔與撲動産生的多模式高機動與高效率運動姿态(包括前遊、倒遊、偏航、俯仰、急停、翻滾等)進行分析,最終建立了蝠鲼的外形參數模型與運動參數模型,進而研制出了我國首款“滑撲一體自主變形仿生柔體潛航器”。

  據介紹,作為國家科技部重點支持的研究項目,自主變形仿生柔體潛航器是利用仿生蝠鲼魚運動原理,研制的一款柔體潛航器,它具有高推進效率、高機動性、高穩定性、低環境擾動、低噪聲,以及大負載空間、大負載能力、海底軟着陸等特點。因此,能更好地達到水下航行器的高機動和長續航能力,以期有效解決傳統潛航器存在的機動性、隐蔽性較弱,以及續航時間不足等問題。

  近日,在該校遊泳館試航的0.8米級潛航器,屬于該項目的原理驗證樣機,由锂電池做動力,最高時速1.852公裡。

  據項目負責人、西工大航海學院院長潘光教授介紹:目前,研究團隊正在開展三型工程樣機的研制。團隊師生在完成了水池試驗後,即奔赴雲南撫仙湖,開展該項目的湖上試驗。下一步,團隊還将為“魔鬼魚”裝上“耳朵”和“眼睛”,讓它具備環境感知能力和地形地貌觀測能力,誠信在線,以用于海洋環境信息的長期觀測,以及海底科考目标的定點持續觀察。

  “不久的将來,團隊将推出具備1000米下潛深度、可持續工作1個月的柔性潛航器,它在海裡将與蝠鲼别無二緻。”潘光教授表示。

(來源:誠信在線手機版下載)

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