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重大突破/仿生魔鬼鱼 潜海1025米\大公报记者 李阳波西安报道

2021-09-17 04:27:04大公报
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  1025米深海中仿生超高机动“扑动”,下潜上浮高效长距离“滑翔”,水中高隐身,甚至可以混游在鱼群中“以假乱真”……记者16日从西北工业大学获悉,由该校航海学院自主研发的3米翼展仿蝠鲼柔体潜水器,近日在中国西沙北礁海域成功完成1025米大深度滑翔与扑翼一体推进海试,取得重大科研突破,成为全球首例完成此举的具有应用能力的仿生水下航行器。而随着科研工作的不断深化和推进,仿生水下航行器未来将在海洋环境保护等方面发挥重要作用。

  在西北工业大学师生中,这款仿生水下航行器还有另外一个名字──魔鬼鱼。“因为它就是我们通过仿照蝠鲼的特征,创新性设计的柔体潜水器。”据西北工业大学科研团队介绍,生活在热带和亚热带海域的底层的软骨鱼类蝠鲼,因其形态像蝙蝠而得名,又称为“魔鬼鱼”。蝠鲼具有流线型的扁平躯体和一对宽大的“翅膀”,这种形态不仅有利于通过扑动双翼实现超高机动推进,还有利于下潜滑行。且在运动流场时,能有效借助流体的能量实现更高效率的长距离滑翔和滑行运动。“蝠鲼的这一特性,刚好契合人类对长航时、高机动的大范围作业水下航行器的仿生需求。”

  能在水中高效长距离“滑翔”

  在加快建设海洋强国的大背景下,自2016年以来,西北工业大学自主水下航行器团队瞄准未来海洋开发需求,致力于解决限制水下航行器有效利用的卡脖子难题,先后自主研发了4型仿生水下航行器工程样机,并成功开展了水池试验、湖试、海试。近期,这一项目亦顺利通过了科技部国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项综合绩效评价验收。

  此次在西沙海试成功的仿蝠鲼柔体潜水器Ⅳ型样机,翼展3米,重470公斤,具备滑扑一体混合推进能力。它既能在水中高效长距离“滑翔”,也能超高机动“扑动”,融刚性“躯干”与柔性“双翼”于一身,无论是外形还是水中畅游的动作,都和真正的蝠鲼高度相似,别无二致。

  逾九成似蝠鲼

  “它和蝠鲼的滑翔和拍动相似程度已经接近了90%以上。”项目负责人潘光教授表示,团队从基础研究到工程应用,走过了全链条的自主研发之路,接连突破了蝠鲼生物的仿生运动数据分析、多自由度刚柔并济仿生扑翼结构设计、模拟生物神经仿生控制等多项核心尖端技术。“该型样机已经完成了1025米大深度的滑扑航行试验,并采集温盐深水文信息,取得重大科研突破。”

  “仿蝠鲼潜水器可以在海洋牧场当中和鱼群混游,监视海洋牧场鱼群健康状态。”潘光指出,这款工作时间长、机动性高、载荷量大、隐蔽性强、生物亲和性好的仿蝠鲼潜水器,能有效满足广域粗维度+原位细维度监测需求,可应用于各种水下环境监测、海洋大数据采集、海洋牧场养殖等场景。此外,还可以进一步增加它的声学、磁学传感等载荷,针对未来海洋环境保护和开发,起到更多更大的应用价值。

  据悉,团队已经开始和相关单位合作,对西沙北礁珊瑚开展了环境监测,并采集了周围1000米深度海域温度、盐度、深度等水文信息。

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