团队成员在对我国首款滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器进行测试。郭友军/摄

别看它外表憨态可掬,可是一下水却是另外一副样子——一会儿扇动“翅膀”全速前行,一会儿轻摆尾部灵巧转圈儿,一会儿又似动非动地漂浮在水面。趁你不注意,它还会一个猛子潜入水底……

“目前,我们已经可以实现这只仿生“魔鬼鱼”的扑动、滑翔、急停、转弯等动作,与真实魔鬼鱼几乎没有差别。”站在岸边遥控这条仿生鱼的西工大航海学院老师曹勇告诉记者。

据了解,魔鬼鱼学名“蝠鲼”,是一种生活在热带和亚热带海域的底层软骨鱼类,被称为“水下魔鬼”。蝠鲼具有流线型的扁平躯体,这种形态不仅有利于游动推进,还有利于下潜滑行,且能在移动中有效借助流体的能量实现更高效率的滑行运动。

目前,人类已经观测到蝠鲼长达数千公里的迁徙现象。这正是对其高效率运动的证明。蝠鲼的这一特性,能够充分满足长航时、大范围作业的水下推进器的仿生需求。

利用高速相机对蝠鲼进行的活体观测研究,西北工业大学航海学院的自主水下航行器团队,对其滑翔与扑动产生的多模式高机动与高效率运动姿态(包括前游、倒游、偏航、俯仰、急停、翻滚等)进行分析,最终建立了蝠鲼的外形参数模型与运动参数模型,进而研制出了我国首款“滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器”。

据介绍,作为国家科技部重点支持的研究项目,自主变形仿生柔体潜航器是利用仿生蝠鲼鱼运动原理,研制的一款柔体潜航器,它具有高推进效率、高机动性、高稳定性、低环境扰动、低噪声,以及大负载空间、大负载能力、海底软着陆等特点。因此,能更好地达到水下航行器的高机动和长续航能力,以期有效解决传统潜航器存在的机动性、隐蔽性较弱,以及续航时间不足等问题。

近日,在该校游泳馆试航的0.8米级潜航器,属于该项目的原理验证样机,由锂电池做动力,最高时速1.852公里。

据项目负责人、西工大航海学院院长潘光教授介绍:目前,研究团队正在开展三型工程样机的研制。团队师生在完成了水池试验后,即奔赴云南抚仙湖,开展该项目的湖上试验。下一步,团队还将为“魔鬼鱼”装上“耳朵”和“眼睛”,让它具备环境感知能力和地形地貌观测能力,以用于海洋环境信息的长期观测,以及海底科考目标的定点持续观察。

“不久的将来,团队将推出具备1000米下潜深度、可持续工作1个月的柔性潜航器,它在海里将与蝠鲼别无二致。”潘光教授表示。

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