西工大滑撲一體仿蝠鲼柔體潛水器技術及應用項目斬獲大獎 看看這個“魔鬼魚”到底有多
4月4日記者獲悉，西工大“魔鬼魚”再次斬獲大獎一枚。由西北工業大學、西北工業大學寧波研究院、中國船舶科學研究中心聯合申報的《滑撲一體仿蝠鲼柔體潛水器技術及應用項目》獲得2022年度中國造船工程學會科學技術獎評審技術發明特等獎。
獲獎項目和“魔鬼魚” 有什么關系
魔鬼魚，學名蝠鲼，是一種生活在熱帶和亞熱帶海域底層的軟骨魚類，被稱為“水下魔鬼”，它流線型的扁平軀體，不僅有利于游動推進，還有利于下潛滑行，且在運動流場時，能有效借助流體的能量實現更高效率的滑行運動。這一特性，充分滿足長航時、大范圍作業的水下推進器的仿生需求。
西北工業大學航海學院的自主水下航行器團隊根據對蝠鲼相關運動原理，研制出了我國首款滑撲一體自主變形仿生柔體潛航器。2022年，開展了仿蝠鲼柔體潛水器與真實魚群的同游實驗，對提高潛水器仿生性能具有里程碑意義，為未來實現“智慧海洋館”“智能海洋牧場”等應用場景奠定了基礎。
斬獲大獎的“魔鬼魚”
突破5種關鍵技術
目前，團隊一共研制了六型十余臺仿蝠鲼潛水器樣機，國際首創“滑撲一體”概念，突破了以下5種關鍵技術：
國際首創“滑撲一體”仿蝠鲼柔體潛水器：解決了潛水器遠航程、長航時與高機動兼顧的難題。
仿生外形優化設計與大變形流固耦合仿真技術：仿蝠鲼外形相似度達到90%以上。
飛翼滑翔與仿生撲翼推進一體化技術：實現了弓形滑翔回轉角速度15%（傳統飛翼滑翔機襟翼轉彎角速度的10倍）、撲動原位回轉角速度60°。
滑撲多模態協調運動與環境親和控制技術：仿蝠鲼潛水器滑撲順滑切換時間小于0.5s、運動相似度超過90%。
“魔鬼魚”身上滿滿的科技新突破，還包括其“身體”中的大深度柔性電池技術，能量密度達到354Wh/L，8萬次彎折后容量保持率超過90%，整體電量相比原來提升10%。
未來仿蝠鲼潛水器
將擁有超強續航能力
據介紹，未來，最新一代仿蝠鲼潛水器將裝備強有力的仿生擺旋推進機構，其推進系統能夠更加逼真地模擬真實蝠鲼生物的胸鰭運動，為“魔鬼魚”的高機動和強續航能力提供保障。
此外，它還將疊加“大深度柔性電池”技術，除了在“肚子”里，柔軟的胸鰭里也可以裝滿電池，從而擁有超強續航能力。新一代樣機采用了更加接近真實蝠鲼生物的外形設計，它頭上的兩根觸須幾乎快要“以假亂真”，即便在海洋中碰到“同伴”也不會被發現。不僅如此，它還將裝備最新的雙目視覺傳感系統、溫鹽深水文信息采集系統、聲學信息采集系統、水聲通信與定位系統、高精度慣性導航系統等，未來將具備更強的作業能力和應用能力。