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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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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! E7 {& Q9 G# j+ R4 N8 G2 z5 Q
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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
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2020年在西工大游泳池进行实验3 B i9 B7 }/ O
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2021年CCTV13新闻直播间报道4 k( r2 m3 ~; _
西工大仿蝠鲼柔体潜水器完成深度海试# ?# a+ _0 ~0 a" F% m& d
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1 i8 @. U& x; T& z3 s4 }" V2 l2021年亮相国家“十三五”科技创新成就展
3 Q% l" W1 y( _' l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。. Z: \7 h. I/ t5 h# J( A5 z
“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!+ {$ [9 E% o$ n3 ~( `
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+ s( l4 `1 e" i近底面游动0 U3 [& L2 e5 @4 G! i) b5 K+ p
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机动性展示-垂直爬升3 M2 _! A! |7 d' V" d
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。6 z$ a i) _1 K9 ]
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4 b: j1 B& \* B. w/ q6 ^: G5 {亮点突破1
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滑扑一体推进仿生潜水器; }. z4 Z% J5 M# p% N9 d4 ^
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。
; z4 T* k$ ?. K! d) _$ t7 j# u亮点突破2
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蝠鲼游动流场云图
e1 d6 l+ a6 O) {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。, N: G; F7 @5 \& Y
亮点突破3# {0 i8 j5 I/ e' H
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仿生扑翼推进
; h% W* c' k* Y4 w- w8 E( ]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°。
5 R! _4 {! {: ^9 x3 J9 L: H亮点突破4! e9 x% _) N0 N9 @, ^8 i+ u; _* E8 T
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机动性展示-快速俯冲( P2 D8 u- \, K, `; V+ k) [
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%。
0 w+ q5 i! ~+ s* p, N- u2 b亮点突破55 ^: R- S; i9 L- c
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3 b2 c, a! ^: I/ v7 u; r) o大深度柔性电池$ @. H$ H, R: I1 v- c% o) I+ k
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%。, G7 w% M+ X/ ]3 X
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港口海试调试现场
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3 B, u( Z0 r+ H# r西北工业大学宁波研究院智能水下航行器实验室 ?* n; v/ N6 o" B# A; n3 C
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* J1 D; k8 {- O5 E- c团队海试留念3 @) F3 p& F0 f Y
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最新一代样机$ h: s( Q" s' z |2 \, ^) Z/ U
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。$ u; B: g; x1 V& S
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9 O# C0 ^% N3 f, B4 t信息来源:西北工业大学。7 v7 O& H* c: L* X& n2 s
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