( w/ k9 g5 e- O+ J8 |
5 M) i7 D8 }# X5 G9 T- ^近期,2022年度中国造船工程学会科学技术奖评审结果公布,由西北工业大学、西北工业大学宁波研究院、中国船舶科学研究中心联合申报的《滑扑一体仿蝠鲼柔体潜水器技术及应用》项目荣获技术发明特等奖,这也是学会历史上的首个技术发明特等奖!
1 }( r1 @% ~$ Y9 ^; \/ m; b _: ~) b" }7 V: [; D
* {% n5 P% ?6 s% u( g2 Y0 i) D' G
这一获奖项目与一条“魔鬼鱼”有关,如若还有没听说过TA的小伙伴,那就请跟随小编一起来探索这条“神秘的鱼”到底是什么!- @( _- B1 t4 {3 ` p
0 T6 j3 p& |; U) d, J* Y
# j- E3 d) J! H6 _ f) _9 W5 E4 R从游进西工大的游泳池到游入南海深处,“魔鬼鱼”(仿蝠鲼柔体潜水器)迅速长大,其间它的翼展增加到4米,载荷能力也提升至原来的10倍!2021年,它还曾代表科技部参加了国家“十三五”科技创新成就展,引发社会广泛关注。
# K5 G+ D3 _, ?" R+ I$ ^& t, `, {/ e% I7 C1 W$ B
, d4 ~1 C* m7 d. K
2019年游进了西工大游泳池* a# x1 w( l, y8 ~
2 V4 {7 V2 ]" C
6 K1 S2 S+ E6 p: ^6 p5 X2020年在西工大游泳池进行实验$ ~. S; V8 ^1 ~$ W6 \; d% W
' z' S$ B% L% b2 N( [
7 E4 U+ B* [+ h9 E5 G2021年CCTV13新闻直播间报道# p9 w! ]9 r' b t4 l
西工大仿蝠鲼柔体潜水器完成深度海试
6 |( g1 x0 |8 _ N6 J+ b. z% R4 |6 T3 y
: f! I' Y; O" Q4 L/ a
, K2 }5 T% S3 ~5 h. F% [% X2021年亮相国家“十三五”科技创新成就展8 g$ A, C6 R. {1 a6 b. \+ p1 S; c5 k
许久未见,“魔鬼鱼”又进化啦!2022年,团队在海洋馆开展了仿蝠鲼柔体潜水器与真实鱼群的同游实验,对提高潜水器仿生性能具有里程碑意义,为未来实现“智慧海洋馆”“智能海洋牧场”等应用场景奠定了基础。
8 k% S* H2 j& v; R“魔鬼鱼”在海洋馆水域内和鱼群进行了“亲密互动”,并完成了近底面游动、垂直爬升等高机动动作,获得了馆方和观众们的一致好评!
+ A# X9 K7 H2 {. ?2 d- f" G; d2 k7 N; h% M* Q) Z s
' J0 |; a+ c6 B近底面游动
& s4 P) P) f$ D
+ S5 I. R7 e' O4 |5 H! f
& |- u z& Z0 { V# l! H机动性展示-垂直爬升
5 l* R3 y) X8 }" W6 o目前,团队一共研制了六型十余台仿蝠鲼潜水器样机,国际首创“滑扑一体”概念,突破了以下5种关键技术,解决了潜水器远航程、长航时与高机动难以兼顾的难题,提高了航行器续航能力与深度耐压能力。
# t# M. T# C+ b1 |; Y9 c7 f5 u8 f( p0 v c
# P) k/ \1 L/ D9 C0 H i
亮点突破1
% y) O9 E" e7 b8 E" e! |5 c6 g2 n0 q7 W; ]0 z/ p8 u
! O/ K3 f4 M' ~2 l& D$ V
滑扑一体推进仿生潜水器1 m4 r. g _! L: ~
国际首创滑扑一体仿蝠鲼柔体潜水器:解决了潜水器远航程、长航时与高机动兼顾的难题。: I+ \% s, x u7 _1 l1 N( h
亮点突破2! }9 s& g/ b9 V' ?) Y
0 a7 I% ]5 g# U; K) R' z1 `- ~
2 j! D# R0 D# H蝠鲼游动流场云图1 {2 x+ K1 y0 \2 V" _
仿生外形优化设计与大变形流固耦合仿真技术:仿蝠鲼外形相似度达到90%以上。
2 y9 S. |+ D% A7 S! u亮点突破3
+ p# Q0 X" _, l& L7 L8 {( d* y. E) v2 V
# y* \+ [3 r& t' w0 [, J1 j' ?
仿生扑翼推进
* ]2 c5 a/ k: `* i飞翼滑翔与仿生扑翼推进一体化技术:实现了弓形滑翔回转角速度15%(传统飞翼滑翔机襟翼转弯角速度的10倍)、扑动原位回转角速度60°。6 ~( z2 I. g0 V" S% k
亮点突破4
: |2 }4 f% N9 j7 v, X1 i
8 ~& {, x$ P& z4 T
( c& x8 W6 v& P- O/ a+ Q机动性展示-快速俯冲9 h3 L) A) s% N: P) X9 B% a
滑扑多模态协调运动与环境亲和控制技术:仿蝠鲼潜水器滑扑顺滑切换时间小于0.5s、运动相似度超过90%。
" G S3 L: i- X$ J0 y4 Q亮点突破5+ \7 F D4 z; b* z4 M3 c, `" h$ J
; p) g1 |. r/ G
4 g" d) H8 M& w# S& B. a* i, c大深度柔性电池2 }. V4 ~" L0 s' l
大深度柔性电池技术:能量密度达到354Wh/L,8万次弯折后容量保持率超过90%,整体电量相比原来提升10%。/ H' b1 s& `0 Z- N
! q( @& |" V; ?) e# S
4 x; A z$ H+ C' E& b* e. _
港口海试调试现场) f4 i6 O4 h8 k: \5 {
0 X. w, }5 P9 u( q* i
5 E6 C2 x4 [# G0 R# \, I西北工业大学宁波研究院智能水下航行器实验室; H6 A- E: s/ a9 v% ?7 w1 J" {$ Z0 x
! w# S* H5 d: E
0 s) g l4 ~0 |9 Y: x
团队海试留念) h2 W6 s1 ~: Z# F
2 ^( _' [; N& u7 ^ d
9 {4 l {# }0 m
最新一代样机1 X6 b x$ z6 H5 _1 u. t
未来,最新一代仿蝠鲼潜水器将装备强有力的仿生摆旋推进机构,其推进系统能够更加逼真地模拟真实蝠鲼生物的胸鳍运动,为“魔鬼鱼”的高机动和强续航能力提供保障!此外,它还将叠加“大深度柔性电池”技术,除了在“肚子”里,柔软的胸鳍里也可以装满电池,从而拥有超强续航能力!新一代样机采用了更加接近真实蝠鲼生物的外形设计,它头上的两根触须几乎快要“以假乱真”,即便在海洋中碰到“同伴”也不会被发现。不仅如此,它还将装备最新的双目视觉传感系统、温盐深水文信息采集系统、声学信息采集系统、水声通信与定位系统、高精度惯性导航系统等,未来将具备更强的作业能力和应用能力。
1 B+ _% q) w1 V/ E v6 C/ p# e4 {5 E5 W; B% \
) u7 `/ q6 i" _& r. P6 S' g- {& {0 J0 s2 ~; X4 j( o
8 G3 U( {- l$ g$ f6 h
& _0 E# C) ^" l$ X7 L- q. F( H
( K% O/ ]9 |: Q7 V, D h/ q9 a: _ N$ ]* w0 l. P% l$ p4 d
# o; F) P/ ^# k
( k3 E( O2 y1 D! d; T. i信息来源:西北工业大学。
: u+ m: }$ A; D+ }% y$ }* Z |