产品介绍 | “潜翔Ⅰ”水空跨介质航行器及数字孪生系统
发布时间：
2025-09-02
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新闻资讯
编者按
在海洋探索与跨域作业的前沿领域，突破介质边界限制已成为当前科技竞争的关键方向。传统航行器因局限于单一介质环境，难以胜任日益复杂的水空协同任务需求。针对这一挑战，北京大学南昌创新研究院复合材料跨介质航行器团队成功研制出“潜翔Ⅰ”水空跨介质航行器及其配套数字孪生系统。该成果有效解决了跨介质过程中面临的阻力激增与姿态失稳等核心问题，为实现立体化海洋资源开发、复杂环境应急救援以及高端国防应用提供了可靠且具有前瞻性的技术支撑。
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一、产品简介
“潜翔Ⅰ”水空跨介质航行器及数字孪生系统是一套集智能自主控制与实时数字映射于一体的跨域作业平台。该航行器采用喷水推进器与垂向推进器配合仿生水翼及X型舵布局，实现了水下潜航与水面高速滑翔多模态的自主平滑切换；配套数字孪生系统基于LSTM神经网络与模型预测控制（MPC）算法，构建了与物理航行器完全对应的虚拟模型，支持动态仿真与实时状态映射。
该系统成功突破了水-空跨介质过程中阻力剧增与姿态失稳的技术瓶颈，能够在复杂海况下实现稳定作业，为海洋立体探测、快速搜救与特种任务提供了高度适应性的解决方案。其产品在第二十五届中国国际高新技术成果交易会中荣获“优秀产品奖”。
二、产品特点
1、 跨域平台
双介质自适应结构：水下以AUV模式运行，通过搭载垂向推进器与X型舵实现精确的定深潜航；水面航行时则由两对水翼提供升力，并采用喷水推进器作为主动力源，显著降低航行阻力达80%，最大航速可达30Kn。
2、 数字孪生智能中枢
以虚映实：多传感器融合实时映射航行器姿态、航速及环境数据至虚拟模型。
以虚预实：LSTM神经网络预测运动轨迹与介质跨越风险，提前生成控制策略。
以虚控实：MPC算法动态优化控制指令，确保复杂海况下的航行稳定性。
3、 全场景作业能力
隐蔽水下探测：工作水深20m，续航4h，支持声呐、水质传感器等设备搭载。
快速水面响应：30kn高速巡航，适用于大面积海域快速巡查与目标抵达。
三、应用场景
海洋科考：海底地形测绘、水文参数立体采集、跨介质环境监测
应急救援：深海目标快速定位、落水人员搜救、物资投送
安防安保：港口隐蔽巡逻、可疑目标追踪、边境水域立体监控
军事应用：两栖侦察、突防任务、电子干扰中继
生态保护：红树林/珊瑚礁跨域监测、污染源追踪
四、技术参数
五、应用实例
案例：台风灾后应急搜救
受台风影响海域，航行器潜入水下对沉船信标进行搜寻，在锁定目标坐标后迅速跃出水面，以高速航行方式抵达目标点位，并借助通讯单元回传实时影像。在此过程中，孪生系统自主规划出避障路径，显著提升搜救效率，成功将救援窗口缩短70%。
六、服务模式
To G
政府海事/应急部门：定制化跨介质监测平台、灾情响应系统集成.
To B
能源/航运企业：海底管道巡检、港口安防解决方案。
To R
科研机构：提供开放接口的孪生系统开发平台，支持算法验证与跨域控制研究。
企业邮箱：
企业地址
江西省南昌市高新区艾溪湖北路269号高层次人才产业园10栋
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