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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!. N% x0 n+ y0 u4 R: ?2 R
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4 s$ D. a }+ d' |0 @' Z2 d& O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!" G; q2 I8 Z0 x% d; [) w, ]1 a
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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) |3 I/ t. A& t) M% p$ ]. M* t, ?
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2020年在西工大游泳池进行实验5 C9 c% ?) ]3 N% }9 R0 K. y
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: w1 j0 b3 k8 U5 ]$ @2021年CCTV13新闻直播间报道' ~6 n/ z C) k% ?! \3 ]$ A
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' p+ Z* {5 ^/ b* K
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。
8 O, X! N8 @" c9 [/ [% G. M6 L“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!
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近底面游动4 Z \& r& U5 j" }9 }# G% B
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机动性展示-垂直爬升7 P" R) q' O. @6 v
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。
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4 Q# E3 N1 }! L, w亮点突破1, H! P. k! k( q0 `, T: F6 K6 V
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, Y- x- H1 M2 I) i+ u# s, L滑扑一体推进仿生潜水器' r- S# M& f& q0 j
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! x3 ~9 S k1 P2 ` b
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。* G, r d1 q! Y( C. U
亮点突破3
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仿生扑翼推进
; \' Y6 _$ p% Y- T6 h3 N' s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°。
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) {' U. G8 i% U8 l机动性展示-快速俯冲
2 ]4 o5 H# r9 D# @( x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%。
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5 X& ?, Y) d& U0 I1 {! Y- F; Q# z大深度柔性电池# q9 b1 O, T' y# E* C/ @) N# @
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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6 N% Z8 Q8 N" y9 Y& _港口海试调试现场
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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' ~+ @ r. i5 C0 N/ r
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4 F) ]6 k, c' i, n. v. t最新一代样机7 e( a8 ^: a8 F u1 k! e* l
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。( G# o+ E9 x* j/ }- S+ |1 O+ w: r# v
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6 k! j- {7 J4 m8 S信息来源:西北工业大学。
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