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近期,2022年度中国造船工程学会科学技术奖评审结果公布,由西北工业大学、西北工业大学宁波研究院、中国船舶科学研究中心联合申报的《滑扑一体仿蝠鲼柔体潜水器技术及应用》项目荣获技术发明特等奖,这也是学会历史上的首个技术发明特等奖!
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& l- h, K" z2 z7 _) s这一获奖项目与一条“魔鬼鱼”有关,如若还有没听说过TA的小伙伴,那就请跟随小编一起来探索这条“神秘的鱼”到底是什么!
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# P; ?* L* g0 @9 v Y, e从游进西工大的游泳池到游入南海深处,“魔鬼鱼”(仿蝠鲼柔体潜水器)迅速长大,其间它的翼展增加到4米,载荷能力也提升至原来的10倍!2021年,它还曾代表科技部参加了国家“十三五”科技创新成就展,引发社会广泛关注。
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2019年游进了西工大游泳池5 M: O( }/ U7 O# C0 Y. x$ R, a1 p
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2020年在西工大游泳池进行实验
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2021年CCTV13新闻直播间报道
% o2 n: \. Z! Y ]4 L$ a2 z西工大仿蝠鲼柔体潜水器完成深度海试
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2021年亮相国家“十三五”科技创新成就展 k$ |- j- k3 U0 H' p: B% H
许久未见,“魔鬼鱼”又进化啦!2022年,团队在海洋馆开展了仿蝠鲼柔体潜水器与真实鱼群的同游实验,对提高潜水器仿生性能具有里程碑意义,为未来实现“智慧海洋馆”“智能海洋牧场”等应用场景奠定了基础。
6 \' t+ F9 t2 B- _' P“魔鬼鱼”在海洋馆水域内和鱼群进行了“亲密互动”,并完成了近底面游动、垂直爬升等高机动动作,获得了馆方和观众们的一致好评!+ m7 r' s+ W3 m# u# \
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近底面游动
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机动性展示-垂直爬升/ r* }; y/ R& }
目前,团队一共研制了六型十余台仿蝠鲼潜水器样机,国际首创“滑扑一体”概念,突破了以下5种关键技术,解决了潜水器远航程、长航时与高机动难以兼顾的难题,提高了航行器续航能力与深度耐压能力。+ O' {3 l' }7 b' T9 R3 V
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亮点突破1( M k7 l2 a# ]- K) x
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滑扑一体推进仿生潜水器5 n7 \& t) z* G1 r
国际首创滑扑一体仿蝠鲼柔体潜水器:解决了潜水器远航程、长航时与高机动兼顾的难题。
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蝠鲼游动流场云图
' B) P3 q% |8 P! c# \' C2 K& d仿生外形优化设计与大变形流固耦合仿真技术:仿蝠鲼外形相似度达到90%以上。
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仿生扑翼推进+ W. R: w0 K0 ~& H9 f
飞翼滑翔与仿生扑翼推进一体化技术:实现了弓形滑翔回转角速度15%(传统飞翼滑翔机襟翼转弯角速度的10倍)、扑动原位回转角速度60°。; P2 ?- r1 [ v& b' {
亮点突破4- ~$ z$ Z/ ], E2 \4 W$ O
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机动性展示-快速俯冲. g( l& g: l1 {+ q
滑扑多模态协调运动与环境亲和控制技术:仿蝠鲼潜水器滑扑顺滑切换时间小于0.5s、运动相似度超过90%。7 n( i* O! Q# y; F9 m0 t: a0 J
亮点突破5/ `9 Z1 F, b2 H% g
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大深度柔性电池1 T. n2 W, _' f
大深度柔性电池技术:能量密度达到354Wh/L,8万次弯折后容量保持率超过90%,整体电量相比原来提升10%。
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港口海试调试现场$ f1 {5 o% R. ~! j
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* N- P" k1 D% ?2 V4 C4 q西北工业大学宁波研究院智能水下航行器实验室
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团队海试留念
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最新一代样机. V2 V# H+ ]: ^( r) H: E. n# ~" G. q
未来,最新一代仿蝠鲼潜水器将装备强有力的仿生摆旋推进机构,其推进系统能够更加逼真地模拟真实蝠鲼生物的胸鳍运动,为“魔鬼鱼”的高机动和强续航能力提供保障!此外,它还将叠加“大深度柔性电池”技术,除了在“肚子”里,柔软的胸鳍里也可以装满电池,从而拥有超强续航能力!新一代样机采用了更加接近真实蝠鲼生物的外形设计,它头上的两根触须几乎快要“以假乱真”,即便在海洋中碰到“同伴”也不会被发现。不仅如此,它还将装备最新的双目视觉传感系统、温盐深水文信息采集系统、声学信息采集系统、水声通信与定位系统、高精度惯性导航系统等,未来将具备更强的作业能力和应用能力。
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信息来源:西北工业大学。" C3 h- G" ^7 v* n
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