無(wú)人航行器“哪吒”既能上天又能入海

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既可以上天，也可以入海，一種新概念的?？諆蓷珶o(wú)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(guó)家發(fā)明專利，相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《海洋工程》上。

既有固定翼又有旋翼

在上海交通大學(xué)海洋學(xué)院哪吒試驗(yàn)室，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?！澳倪辅暤臋C(jī)臂上有一個(gè)十分奇妙的折疊機(jī)構(gòu)，通過(guò)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(kāi)。

上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊(duì)曾錚副研究員表示，“哪吒〞是將水下滑翔機(jī)的設(shè)計(jì)理念與無(wú)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，不僅能在空中飛行自主定位，還可以在指定海疆或者水面下降，并進(jìn)入水下潛航，完成水下的觀測(cè)任務(wù)后鉆出水面，自主飛行返航。奇妙之處是，“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(guò)程中的穩(wěn)定起降。

作為?？諆蓷暮叫衅?，“哪吒〞高強(qiáng)的才干來(lái)自科研人員長(zhǎng)達(dá)五年堅(jiān)持不懈的技術(shù)攻關(guān)。團(tuán)隊(duì)成員成功研發(fā)了承壓耐蝕高速電機(jī)、小型輕量化浮力調(diào)理系統(tǒng)、?？湛缃橘|(zhì)航行的非線性穩(wěn)定操縱器等一系列關(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)，既能在空中高速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也能在水下承壓。獲得國(guó)家發(fā)明專利的高壓氣動(dòng)浮力調(diào)理系統(tǒng)，采用高壓氣體源作為浮力調(diào)理驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)航行器浮力和俯仰神態(tài)的同步調(diào)理，通過(guò)這套獨(dú)特的小型輕量化浮力調(diào)理系統(tǒng)，可滿足兩棲航行器對(duì)載重的嚴(yán)苛要求。此外，針對(duì)航行器在入水過(guò)程中受到風(fēng)浪流的干擾，團(tuán)隊(duì)成員設(shè)計(jì)了多種操縱算法，做了大量仿真試驗(yàn)，為攻克這一難題提供了解決方案。

能在空氣和水里自由穿越

目前，“哪吒〞已具備50米級(jí)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。2022年，“哪吒〞在浙江千島湖成功進(jìn)行了測(cè)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?？諆蓷叫衅髅麨椤倪?，是國(guó)產(chǎn)電影《哪吒》中有句話讓我們產(chǎn)生了深深的共鳴。人們眼中的成見(jiàn)是一座大山，我們要勇于打破這種是非成見(jiàn)。〞曾錚說(shuō)，“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(jiàn)，實(shí)現(xiàn)在空氣和水里的自由穿越。〞

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(tái)，“哪吒〞未來(lái)有望廣泛應(yīng)用于海上搜救、海洋科學(xué)、海洋工程等領(lǐng)域，可在特定海區(qū)