科技日報記者 李麗云 通訊員 朱虹
讓飛機下潛,潛水器飛行??苹米兂闪爽F實。4日,記者從哈爾濱工程大學獲悉,水下機器人技術國家重點實驗室歷時一年多,研發出兩架既能上天也能入海的潛空跨介質航行器,分別命名為 " 長弓 1 號 "" 長弓 2 號 ",近日在黑龍江省五常市龍鳳山水庫試飛成功。。
這兩種飛行器類似于兩架小飛機,可以在空中、水上、水下自由切換,載重1kg,潛水深度100m。他們可以通過他們的高清相機和數字無線電臺觀察大氣邊界層和海洋邊界層之間的界面。
團隊負責人、哈爾濱海洋工程學院教授葉莉介紹,兩款航行器分別采用了固定翼和折疊翼結構,均能夠迅速跨越水空介質,在空中飛行穩定,在水下航行,無需人工控制。
‘龍宮一號’跨域姿態圖
空氣和水是兩種完全不同的介質。水下航行器在不同的環境介質中航行時,會受到未知的風、浪、流的干擾,其環境外力和相應的動力響應顯著不同。葉莉告訴記者,不同媒體的跨越是R&D的瓶頸.設計之初,團隊對多旋翼、傾轉旋翼、固定翼構型進行綜合對比分析后,最終確定了固定翼飛行構型方案。
與其他結構相比,固定翼在介質穿越過程中花費的時間更少,但開發難度更大。與多旋翼飛機可以在水上起飛不同,固定翼飛機可以直接穿越水-空界面,這種跨域方式沒有合適的數學模型?;谒泻涂諝庵懈鞣N性能參數的要求,團隊進行了無數次模擬實驗,最終完成了樣機的總體方案設計。
‘長弓一號’出水后在空中飛行。
制作‘飛機潛水’是哈爾濱工程研究團隊的看家本領,但是制作‘潛水器飛行’確實給團隊帶來了很大的挑戰。哈爾濱工程大學技術總監、博士生孫說,通常飛機是耐壓的,潛得越深,材料會越重,但機身太重,不能輕裝起飛。因此,團隊通過一系列手段降低了飛機的重量,即使是1克重的鋼絲也斤斤計較,試圖將總重量保持在最低。
為了提高跨媒體能力,團隊專門為‘長弓2’設計了折疊翼,這也意味著飛機的穩定姿態更難控制。為了讓‘長弓-2’穩定飛行,它的折疊結構改了多達9版。試驗中,‘長弓2號’整體浮出水面,展開翅膀,成功起飛,全程不到6秒。
‘長弓2’跨域姿態圖
最終,固定翼和折疊翼樣機都成功實現了跨域導航,這意味著集空中飛行、水上巡航和水下巡航能力于一體的跨媒體飛行器技術取得了重要進展。據業內專家介紹,這種飛機用途廣泛,在海洋勘探開發方面有著廣闊的應用前景。
來源:科技日報圖和封面圖片均由哈爾濱工程大學提供。
編輯:沈巍(實習)
審計:張爽
終審:王宇
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