研发进展 | 我院水-空跨介质航行器项目组在样机研制和高速跨域航行试验方面取得新进展

发布时间:

2023-05-05

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近日,北京大学南昌创新研究院(以下简称“研究院”)水-空跨介质航行器项目组在海洋工程领域Top期刊《Ocean Engineering》先后发表了题为《Hydrodynamic investigations of a cross-domain vehicle with the capability of high-speed cruising on water surface》和《Design and implementation of a gliding cross-domain vehicle》的研究成果。

 
01高速跨介质航行器水动力性能研究

项目团队研制了一款新型跨介质航行器(cross-domain vehicle,CDV),命名为“潜翔Ⅰ号”。“潜翔Ⅰ号”利用水翼和喷水推进器大幅度降低了CDV水面航行的阻力,实现了水面高速航行,同时采用垂直推进器实现水面-水下跨域航行。项目团队还开展了湖上试验(图1)和拖曳水池试验(图2),证明了该方案的可行性。试验结果显示,“潜翔Ⅰ号”在水面的最高航速可达14节,采用改进的水翼后,最高航速可突破30节,最大减阻率可达43%。

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▲图1“潜翔Ⅰ号”湖上试验

▲图2“潜翔Ⅰ号”拖曳水池试验

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.114688

 
 
 
02水面-空中跨介质航行器

此外,项目团队还研制了水面-空中跨介质航行器——“潜翔Ⅱ号”。它既能像无人船一样在水面稳定航行,又能通过高速滑跑完成水面起飞,像无人机一样在空中高速航行(图3)。

▲图3“潜翔Ⅱ号”应用场景

“潜翔Ⅱ号”采用空气螺旋桨和喷水推进器组合的方式推进,利用可折叠的机翼提供升力,利用水翼减小航行器在水面高速航行时的阻力。研究团队进行了湖上飞行试验(图4),实验结果表明,该航行器具有水面起飞、降落的能力,能够反复跨域,同时可在水面和空中高速稳定航行,其最大飞行速度能够达到12m/s。

▲图4 “潜翔Ⅱ号”在水面和空中的航行姿态

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.114549

相关研究得到了北京大学南昌创新研究院、崂山实验室、国家自然科学基金等相关项目的支持。