近日，上海交通大學(xué)海洋學(xué)院曾錚副研究員和連璉教授共同指導(dǎo)的碩士生呂晨昕在Journal of Field Robotics在線發(fā)表題為“Toward a Gliding Hybrid Aerial Underwater Vehicle: Design, Fabrication, and Experiments”的文章。呂晨昕為第一作者，上海交通大學(xué)海洋學(xué)院為第一單位。該論文展示了一種新型的?？湛缬驘o人航行器—“哪吒III（垂起固定翼式）”的原理分析、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及樣機(jī)研制與試驗工作。該項研究得到上海市“科技創(chuàng)新行動計劃”社會發(fā)展科技攻關(guān)項目（20dz1206600）和上海市自然科學(xué)基金（20ZR1424800）資助。

多模式海空跨域航行器全任務(wù)流程概念圖

浮力姿態(tài)耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理示意圖

水空兩用機(jī)翼設(shè)計約束分析圖

新概念?？湛缬驘o人航行器是一種可以穿越航行于空中、水面和水下的高機(jī)動性跨介質(zhì)運載平臺。海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊首次將水下滑翔機(jī)的設(shè)計理念與無人機(jī)的設(shè)計思想進(jìn)行了有機(jī)融合，創(chuàng)新性地提出一種具備垂直起降與懸停、水平飛行與水下滑翔功能的多模式?？湛缬驘o人航行器—“哪吒”系列。新研制的“哪吒III（垂起固定翼式）”跨域航行器具備25米級水下航行、24小時水下靜音潛航及良好的空中運動與跨介質(zhì)能力，是當(dāng)前國內(nèi)外公開發(fā)布的跨域航行器中水下續(xù)航最久的一款海空跨域航行器?！澳倪浮毕盗泻？湛缬蚝叫衅鲗⑼黄飘?dāng)前自主水下觀測系統(tǒng)和無人機(jī)在海洋觀測采樣應(yīng)用中的局限，廣泛適用于海洋科學(xué)、工程與軍事中要對特定海區(qū)同時進(jìn)行空中、水面和水下的探測應(yīng)用需求，將顯著提升我國?？樟Ⅲw監(jiān)測能力和水平。

“哪吒III（垂起固定翼式）”在千島湖進(jìn)行試驗

千島湖某水域溫度剖面觀測數(shù)據(jù)

“哪吒III（垂起固定翼式）”水下航向調(diào)整軌跡

課題組近年來已先后迭代研發(fā)出多型“哪吒”樣機(jī)。“哪吒III（垂起固定翼式）”采用全新“飛-滑融合”設(shè)計理念：為解決空中飛行性能與水下大深度耐壓防水結(jié)構(gòu)重量的矛盾，采用了全新的浮力姿態(tài)耦合調(diào)節(jié)系統(tǒng)；為平衡水下潛航性能與空中運動能力，采用了獨特的海空兩用機(jī)翼設(shè)計方法。

文章還詳細(xì)報告了該樣機(jī)的湖試試驗結(jié)果，“哪吒III（垂起固定翼式）” 飛-滑融合的創(chuàng)新設(shè)計方案得到了驗證，實現(xiàn)了最大25m深度的下潛，并采集了溫深數(shù)據(jù)。（來源：上海交大）