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
西北工業(yè)大學(xué)游泳館內(nèi),,一條可愛的“魔鬼魚”四處游弋——它翼展0.8米,,“背部”黝黑,“腹部”雪白,,“頭部”又扁又寬,,“尾部”又尖又扁,“翅膀”(翼狀鰭)則和身體融為一體……
別看它外表憨態(tài)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(zhuǎn)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(jīng)可以實現(xiàn)這只仿生“魔鬼魚”的撲動、滑翔,、急停,、轉(zhuǎn)彎等動作,與真實魔鬼魚幾乎沒有差別,?!闭驹诎哆呥b控這條仿生魚的西工大航海學(xué)院老師曹勇告訴記者,。
據(jù)了解,,魔鬼魚學(xué)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,,這種形態(tài)不僅有利于游動推進,,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(xiàn)更高效率的滑行運動,。
目前,人類已經(jīng)觀測到蝠鲼長達數(shù)千公里的遷徙現(xiàn)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,、大范圍作業(yè)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(yè)大學(xué)航海學(xué)院的自主水下航行器團隊,,對其滑翔與撲動產(chǎn)生的多模式高機動與高效率運動姿態(tài)(包括前游,、倒游、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(shù)模型與運動參數(shù)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(jù)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(wěn)定性、低環(huán)境擾動,、低噪聲,,以及大負載空間、大負載能力,、海底軟著陸等特點,。因此,能更好地達到水下航行器的高機動和長續(xù)航能力,,以期有效解決傳統(tǒng)潛航器存在的機動性,、隱蔽性較弱,以及續(xù)航時間不足等問題,。
近日,在該校游泳館試航的0.8米級潛航器,,屬于該項目的原理驗證樣機,,由鋰電池做動力,最高時速1.852公里,。
據(jù)項目負責(zé)人,、西工大航海學(xué)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后,,即奔赴云南撫仙湖,開展該項目的湖上試驗,。下一步,,團隊還將為“魔鬼魚”裝上“耳朵”和“眼睛”,讓它具備環(huán)境感知能力和地形地貌觀測能力,,以用于海洋環(huán)境信息的長期觀測,,以及海底科考目標(biāo)的定點持續(xù)觀察。
“不久的將來,,團隊將推出具備1000米下潛深度,、可持續(xù)工作1個月的柔性潛航器,它在海里將與蝠鲼別無二致,?!迸斯饨淌诒硎尽#ㄚw珍 孫海華)
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