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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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4 m# p1 e; p5 G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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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。1 B' z+ y, K% N1 n% N
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8 \4 e4 R. Q5 V8 P" i5 Y0 f B5 d2019年游进了西工大游泳池1 H8 f' A* K' b9 D% @ r( v- g( C
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2020年在西工大游泳池进行实验; l7 {( w3 S& A6 j' R
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7 {8 J3 t$ n% j( L! n, K! K2021年CCTV13新闻直播间报道
E$ f5 K" L$ t* |8 @4 ~; m0 [西工大仿蝠鲼柔体潜水器完成深度海试2 f3 [1 ^& S0 t* W8 p
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2021年亮相国家“十三五”科技创新成就展* V4 F% W, ?$ m" J1 e- e: }5 \
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。
+ _- c; x3 B" L- T+ 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!
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7 }- }( s5 @5 e2 `4 Y' q# u) c: t/ _近底面游动6 t* Q( p5 ?0 z- X# }
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机动性展示-垂直爬升
( D. J7 f& k8 F) t" u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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亮点突破1
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滑扑一体推进仿生潜水器7 Y) t5 n( M% ]
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。
) J, c; G, k: @: U- C% }8 t亮点突破2
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5 p6 R! h" F8 B0 ]! |9 j蝠鲼游动流场云图% g* R7 P/ F! R. m, X* }8 P; w
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。, B/ Q+ v# F- `* L7 A3 n2 j
亮点突破3- ^. Z B+ l+ |5 Y
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0 ?5 M* b$ F [8 B仿生扑翼推进 }; M% W) T1 @! q, D6 G
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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机动性展示-快速俯冲
" y8 D% G) R) Z6 z2 S- 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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9 }3 ^3 f N$ |8 ~: O9 n大深度柔性电池
1 W. Q* `' ?* H4 T1 y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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; }) T2 b" z$ ]& n e3 j" K港口海试调试现场* G5 X5 A- o8 o+ D
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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9 w9 }1 D- b. s0 o/ |
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2 }1 j8 P" j+ W! W" y0 E团队海试留念5 ]7 a5 q3 s4 q0 q
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最新一代样机/ J- {/ q( ~9 J7 m7 ~2 o7 b0 f0 k
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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9 j6 j( l& C+ G2 t& I4 M9 `5 F% f信息来源:西北工业大学。) Q: q6 | Y0 o+ d9 Y; G' B+ U
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