仿生海洋“魔鬼魚”來了

　　我國(guó)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(huì)兒扇動(dòng)“翅膀”全速前行，一會(huì)兒輕擺尾部靈巧轉(zhuǎn)圈兒，一會(huì)兒又似動(dòng)非動(dòng)地漂浮在水面。趁你不注意，它還會(huì)一個(gè)猛子潛入水底……

　　“目前，我們已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)這只仿生“魔鬼魚”的撲動(dòng)、滑翔、急停、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作，與真實(shí)魔鬼魚幾乎沒有差別。”站在岸邊遙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(dòng)推進(jìn)，還有利于下潛滑行，且能在移動(dòng)中有效借助流體的能量實(shí)現(xiàn)更高效率的滑行運(yùn)動(dòng)。

　　目前，人類已經(jīng)觀測(cè)到蝠鲼長(zhǎng)達(dá)數(shù)千公里的遷徙現(xiàn)象。這正是對(duì)其高效率運(yùn)動(dòng)的證明。蝠鲼的這一特性，能夠充分滿足長(zhǎng)航時(shí)、大范圍作業(yè)的水下推進(jìn)器的仿生需求。

　　利用高速相機(jī)對(duì)蝠鲼進(jìn)行的活體觀測(cè)研究，西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院的自主水下航行器團(tuán)隊(duì)，對(duì)其滑翔與撲動(dòng)產(chǎn)生的多模式高機(jī)動(dòng)與高效率運(yùn)動(dòng)姿態(tài)（包括前游、倒游、偏航、俯仰、急停、翻滾等）進(jìn)行分析，最終建立了蝠鲼的外形參數(shù)模型與運(yùn)動(dòng)參數(shù)模型，進(jìn)而研制出了我國(guó)首款“滑撲一體自主變形仿生柔體潛航器”。

　　據(jù)介紹，作為國(guó)家科技部重點(diǎn)支持的研究項(xiàng)目，自主變形仿生柔體潛航器是利用仿生蝠鲼魚運(yùn)動(dòng)原理，研制的一款柔體潛航器，它具有高推進(jìn)效率、高機(jī)動(dòng)性、高穩(wěn)定性、低環(huán)境擾動(dòng)、低噪聲，以及大負(fù)載空間、大負(fù)載能力、海底軟著陸等特點(diǎn)。因此，能更好地達(dá)到水下航行器的高機(jī)動(dòng)和長(zhǎng)續(xù)航能力，以期有效解決傳統(tǒng)潛航器存在的機(jī)動(dòng)性、隱蔽性較弱，以及續(xù)航時(shí)間不足等問題。

　　近日，在該校游泳館試航的0.8米級(jí)潛航器，屬于該項(xiàng)目的原理驗(yàn)證樣機(jī)，由鋰電池做動(dòng)力，最高時(shí)速1.852公里。

　　據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、西工大航海學(xué)院院長(zhǎng)潘光教授介紹：目前，研究團(tuán)隊(duì)正在開展三型工程樣機(jī)的研制。團(tuán)隊(duì)師生在完成了水池試驗(yàn)后，即奔赴云南撫仙湖，開展該項(xiàng)目的湖上試驗(yàn)。下一步，團(tuán)隊(duì)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(cè)能力，以用于海洋環(huán)境信息的長(zhǎng)期觀測(cè)，以及海底科考目標(biāo)的定點(diǎn)持續(xù)觀察。

　　“不久的將來，團(tuán)隊(duì)將推出具備1000米下潛深度、可持續(xù)工作1個(gè)月的柔性潛航器，它在海里將與蝠鲼別無二致。”潘光教授表示。（趙珍 孫海華）

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責(zé)任編輯： 吳詠玲