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重大突破/仿生魔鬼魚 潛海1025米\大公報記者 李陽波西安報道

時間:2021-09-17 04:27:04來源:大公报

  1025米深海中仿生超高機動「撲動」,下潛上浮高效長距離「滑翔」,水中高隱身,甚至可以混游在魚群中「以假亂真」……記者16日從西北工業大學獲悉,由該校航海學院自主研發的3米翼展仿蝠鱝柔體潛水器,近日在中國西沙北礁海域成功完成1025米大深度滑翔與撲翼一體推進海試,取得重大科研突破,成為全球首例完成此舉的具有應用能力的仿生水下航行器。而隨着科研工作的不斷深化和推進,仿生水下航行器未來將在海洋環境保護等方面發揮重要作用。

  在西北工業大學師生中,這款仿生水下航行器還有另外一個名字──魔鬼魚。「因為它就是我們通過仿照蝠鱝的特徵,創新性設計的柔體潛水器。」據西北工業大學科研團隊介紹,生活在熱帶和亞熱帶海域的底層的軟骨魚類蝠鱝,因其形態像蝙蝠而得名,又稱為「魔鬼魚」。蝠鱝具有流線型的扁平軀體和一對寬大的「翅膀」,這種形態不僅有利於通過撲動雙翼實現超高機動推進,還有利於下潛滑行。且在運動流場時,能有效借助流體的能量實現更高效率的長距離滑翔和滑行運動。「蝠鱝的這一特性,剛好契合人類對長航時、高機動的大範圍作業水下航行器的仿生需求。」

  能在水中高效長距離「滑翔」

  在加快建設海洋強國的大背景下,自2016年以來,西北工業大學自主水下航行器團隊瞄準未來海洋開發需求,致力於解決限制水下航行器有效利用的卡脖子難題,先後自主研發了4型仿生水下航行器工程樣機,並成功開展了水池試驗、湖試、海試。近期,這一項目亦順利通過了科技部國家重點研發計劃「深海關鍵技術與裝備」重點專項綜合績效評價驗收。

  此次在西沙海試成功的仿蝠鱝柔體潛水器Ⅳ型樣機,翼展3米,重470公斤,具備滑撲一體混合推進能力。它既能在水中高效長距離「滑翔」,也能超高機動「撲動」,融剛性「軀幹」與柔性「雙翼」於一身,無論是外形還是水中暢游的動作,都和真正的蝠鱝高度相似,別無二致。

  逾九成似蝠鱝

  「它和蝠鱝的滑翔和拍動相似程度已經接近了90%以上。」項目負責人潘光教授表示,團隊從基礎研究到工程應用,走過了全鏈條的自主研發之路,接連突破了蝠鱝生物的仿生運動數據分析、多自由度剛柔並濟仿生撲翼結構設計、模擬生物神經仿生控制等多項核心尖端技術。「該型樣機已經完成了1025米大深度的滑撲航行試驗,並採集溫鹽深水文信息,取得重大科研突破。」

  「仿蝠鱝潛水器可以在海洋牧場當中和魚群混游,監視海洋牧場魚群健康狀態。」潘光指出,這款工作時間長、機動性高、載荷量大、隱蔽性強、生物親和性好的仿蝠鱝潛水器,能有效滿足廣域粗維度+原位細維度監測需求,可應用於各種水下環境監測、海洋大數據採集、海洋牧場養殖等場景。此外,還可以進一步增加它的聲學、磁學傳感等載荷,針對未來海洋環境保護和開發,起到更多更大的應用價值。

  據悉,團隊已經開始和相關單位合作,對西沙北礁珊瑚開展了環境監測,並採集了周圍1000米深度海域溫度、鹽度、深度等水文信息。

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