海空兩棲無人航行器“哪吒”問世

  新華社上海4月9日電(記者 張建松 丁汀)  既可以上天,也可以入海,一種新概念的海空兩棲無人航行器“哪吒”,由上海交通大學海洋學院海洋技術團隊成功研製,多項技術獲得國家發明專利,相關研究成果近日發表在國際權威期刊《海洋工程》。

  記者在上海交通大學海洋學院哪吒實驗室看到,小巧玲瓏、紅白相間的“哪吒”既有固定翼又有旋翼,中間主體是一個電子艙。“哪吒”的機臂上,有一個十分巧妙的摺疊機構。通過機械自鎖裝置,可以實現入水之後機臂摺疊,出水之前機臂展開。

  據上海交通大學海洋學院海洋技術團隊曾錚副研究員介紹,“哪吒”是將水下滑翔機的設計理念與無人機的設計思想進行了有機融合,具備垂直起降與懸停、水平飛行、水下滑翔等多種功能於一體。不僅能在空中飛行自主定位,還可以在指定海域或者水面降落,並進入水下潛航,完成水下的觀測任務後鑽出水面,自主飛行返航。巧妙之處是,“哪吒”的固定翼不僅是空中的飛行翼,入水以後還可以成爲滑翔翼。旋翼則可實現航行器在水、空跨界過程中的穩定起降。

  作爲海空兩棲的航行器,“哪吒”高強的本領來自科研人員長達五年堅持不懈的技術攻關。上海交大海洋技術團隊連璉教授、曾錚副研究員帶領盧迪、熊程珂、呂晨昕、胡銳等成員,在上海市社會發展科技攻關項目、上海交通大學重點前瞻佈局基金項目、青島國家海洋科學與技術國家實驗室開放基金項目等支持下,成功研發了承壓耐蝕高速電機、小型輕量化浮力調節系統、海空跨介質航行的非線性穩定控制器等一系列關鍵核心技術。

  其中,承壓耐蝕高速電機採用了和傳統水下推進器動密封完全不同的技術,既能夠在空中高速轉動,同時也能在水下承壓。獲得國家發明專利的高壓氣動浮力調節系統,採用高壓氣體源作爲浮力調節驅動力,實現航行器浮力和俯仰姿態的同步調節,通過這套獨特的小型輕量化浮力調節系統,可滿足兩棲航行器對載重的嚴苛要求。此外,針對航行器在入水過程中受到風浪流的干擾,團隊成員設計了多種控制算法,做了大量仿真實驗,爲攻克這一難題提供瞭解決方案。

  目前,“哪吒”已具備50米級水下航行、5千克負載能力以及良好的空中運動與跨介質能力。2020年,“哪吒”在浙江千島湖成功進行了測試,今年還將赴南海進行海試。

  “我們之所以將這種新概念的海空兩棲航行器命名爲‘哪吒’,是國產電影《哪吒》中有句話讓我們深深共鳴,人們眼中的成見是一座大山,我們要勇於打破這種是非成見。”曾錚說,“在人們的傳統印象中,空氣和水是兩種截然不同的介質,航行器是不可能同時飛行的。哪吒就是要打破這種成見,實現在空氣和水裏的自由穿越。”

  業內專家認爲,作爲一種穿越航行於空中、水面和水下的高機動性跨介質運載平臺,“哪吒”未來有望廣泛應用於海上搜救、海洋科學、海洋工程等領域,對特定海區同時進行空中、水面和水下的探測任務,大幅提升我國海洋立體監測水平和能力。

  上海交通大學海洋學院海洋技術團隊曾錚副研究員介紹“哪吒”(4月1日攝)。 (新華社發)

原標題:海空兩棲無人航行器“哪吒”問世

值班主任:李歡

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