可天上飛、水里游，同濟(jì)大學(xué)打造“同濟(jì)飛魚”水陸兩棲飛行器

(資料圖片僅供參考)

IT之家 2 月 12 日消息，IT之家從同濟(jì)大學(xué)官網(wǎng)獲悉，該校上海自主智能無人系統(tǒng)科學(xué)中心、全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與香港中文大學(xué)團(tuán)隊(duì)成功聯(lián)合研發(fā)了創(chuàng)新成果水空跨域巡航器原型機(jī) ——“TJ-FlyingFish”（同濟(jì)飛魚）。

隨著無人系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，無人系統(tǒng)的跨域協(xié)同憑借其諸多優(yōu)勢成為當(dāng)前無人系統(tǒng)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。將可在海、陸、空等空間域內(nèi)運(yùn)行的、具有功能差異性的多無人平臺組成有機(jī)整體，使其相互間可通過信息共享與融合、行為交互與協(xié)調(diào)、任務(wù)協(xié)同與合作的方式實(shí)現(xiàn)功能互補(bǔ)，將極大提升整體無人系統(tǒng)對跨域復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)對能力，對于提高全域通感導(dǎo)技術(shù)具有十分重要的作用。然而，在水和空氣兩種介質(zhì)之間，使用傳統(tǒng)通信技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)跨介質(zhì)節(jié)點(diǎn)間有效的信息傳遞，制約了無人系統(tǒng)在該場景下的跨域協(xié)同。因此，研制具有跨域穿梭和巡游能力的無人平臺，使其在跨域協(xié)同系統(tǒng)中充當(dāng)信使角色，實(shí)現(xiàn)跨介質(zhì)節(jié)點(diǎn)間的信息傳遞與交互，是解決無人系統(tǒng)跨域協(xié)同的有效手段。

對此，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了水空跨域巡航器原型機(jī)“同濟(jì)飛魚”。其采用了搭載水空兩用推進(jìn)單元和舵面傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的四旋翼構(gòu)型設(shè)計(jì)，重量為 1.63 千克，軸距為 380 毫米，具備跨域穿梭能力，又具備雙域巡航能力，可在空中懸停 6 分鐘，在水下巡游約 40 分鐘。

“同濟(jì)飛魚”測試中

水和空氣兩種介質(zhì)的流體力學(xué)特性的不同，對推進(jìn)器工作區(qū)間和系統(tǒng)整體工作平衡點(diǎn)提出了截然不同的要求。針對跨介質(zhì)推進(jìn)問題，巡航器搭載微型雙速齒輪箱實(shí)現(xiàn)推進(jìn)器工作區(qū)間的切換，以適應(yīng)不同介質(zhì)環(huán)境，大大簡化結(jié)構(gòu)和減低重量，同時保證了在兩介質(zhì)中的運(yùn)行效率；針對系統(tǒng)平衡點(diǎn)問題，巡航器在傳統(tǒng)旋翼飛行器的基礎(chǔ)上，增加了舵面傾轉(zhuǎn)自由度，在水下改變推力矢量方向以切換系統(tǒng)工作模態(tài)，通過結(jié)構(gòu)上的變化滿足水空兩介質(zhì)對系統(tǒng)平衡點(diǎn)的不同要求，極大提高了跨域操控性和機(jī)動性。除此之外，巡航器本體搭載了由 GPS、慣性測量單元（IMU）、深度計(jì)和微型多普勒速度計(jì)（DVL）組成的跨域定位導(dǎo)航系統(tǒng)，具備水下、空中和跨介質(zhì)過程中的自動操控能力。

此次科學(xué)中心聯(lián)合香港中文大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的 “同濟(jì)飛魚”，結(jié)合科學(xué)中心研發(fā)的水下“海鰻”“大力水手”軟體機(jī)器人等系列智能裝備，有望支撐國家海洋安全和資源勘探等重大戰(zhàn)略及需求。

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