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仿生蝠鲼潜航器

我国在高性能仿生智能水下航行器的研制方面又有新突破。近日，西北工业大学航海学院自主水下航行器团队研制的我国第一款滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器，在西安成功完成首次试航，标志着我国在该领域进入世界先进水平。

据介绍，作为国家科技部重点支持的研究项目，自主变形仿生柔体潜航器以蝠鲼为仿生原型，采用交替性滑翔与扑动的滑扑一体推进模式。利用仿生蝠鲼鱼运动原理研制的这种柔体潜航器，具有高推进效率、高机动性、高稳定性、低环境扰动、低噪声，以及大负载空间、大负载能力、海底软着陆等特点，因此能更好地达到水下航行器的高机动能力和长续航能力，以期有效解决现阶段传统潜航器存在的机动性、隐蔽性较弱，以及续航时间不足等问题。

正在进行试航的仿生蝠鲼潜航器

试航原理验证样机

蝠鲼是一种生活在热带和亚热带海域底层的软骨鱼类，具有流线型的扁平躯体，这种形态不仅有利于游动推进，还有利于下潜滑行，且在运动流场中能有效借助流体的能量实现更高效率的滑行运动。蝠鲼的这一特性，充分满足长航时、大范围作业的水下推进器的仿生需求。

西北工业大学自主水下航行器团队利用高速相机对蝠鲼进行活体观测研究，对其滑翔与扑动产生的多模式高机动与高效率运动姿态（前游、倒游、偏航、俯仰、急停、翻滚等）进行分析，最终建立了蝠鲼的外形参数模型与运动参数模型，进而研制出了我国首款滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器。

该潜航器的首次试航在西北工业大学友谊校区游泳馆内实施，试航的是该款仿生柔体潜航器的原理验证样机，它的翼展0.8米，“背部”黝黑，“腹部”雪白，“头部”又扁又宽，“尾部”又尖又扁，“翅膀”（翼状鳍）则和身体融为一体。它以锂电池做动力，最高时速1节（1海里/小时，即1.公里/小时）。目前其已经可以实现扑动、滑翔、急停、转弯等动作，与真蝠鲼几乎没有差别。

仿生蝠鲼潜航器的内部骨架结构

未来发展

据项目负责人、西北工业大学航海学院院长潘光教授介绍，目前，研究团队正在开展三型工程样机的研制。其中，I型样机翼展2米，重公斤，采用刚性机翼，主要验证滑翔能力；II型样机翼展3米，重公斤，机翼尖端部分为柔性，主要验证滑翔为主、扑动为辅的能力；III型样机翼展2米，重公斤，机翼全柔性，主要验证接近蝠鲼的生物性滑扑一体推进能力。

研究团队下一步还将为仿生蝠鲼装上“耳朵”和“眼睛”，让它具备环境感知能力和地形地貌观测能力，以期用于海洋环境信息长期观测和海底科考目标定点持续观察。潘光说，不久的将来，他们将推出具备米下潜深度、可持续工作1个月的柔性潜航器。“它在海里将与蝠鲼别无二致。”

内容整理自：中国青年报、西北工业大学

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