北航学生研发“飞行乌贼”可水空两栖多模式航行

2019-05-18 19:49 千龙网

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图为北航学生自主研发的一款仿生飞行乌贼软体跨海空航行器。北京航空航天大学供图 千龙网发

千龙网北京5月18日讯(记者 于振华)18日上午,北京航空航天大学第29届“冯如杯”竞赛学生创新创业成果展在北京开幕。在此次展览中,北航学生自主研发的一款仿生飞行乌贼软体跨海空航行器,可水空两栖多模式航行,引发人们瞩目。

据了解,本项目结合自然界飞行乌贼优异的跨介质飞行能力,师法自然,借助软体机器人技术,自主研制出了具有软体变结构能力的跨介质航行器。该航行器的软体鱼鳍可以像自然界乌贼一样自如折叠和展开,辅助飞行,成功实现了水下游动和利用喷流推进的喷射出水过程。

该航行器外型呈纺锤体型,软体对鳍可以通过展开来增加飞行过程中受到的升力,通过折叠贴附在航行器表面以减小水下航行时的阻力。其软体对鳍依靠独特的波纹管气腔设计实现了弯曲,进而实现整体样机结构的变化。

同时,该航行器利用实验样机完成了大型风洞飞行试验以及拖曳水槽水下拖动试验,获得了大量珍贵的仿生样机水下游动和飞行数据,为跨介质航行器的实现方案提供了新的思路和参考。尤其是该航行器提出了一个新的水空两栖多模式航行器原型,采用了喷流推进代替了传统螺旋桨推进的推进方式,避免了传统两栖航行器跨介质飞行时压载水舱补水和排水的附加过程。

此外,通过大型风洞飞行试验以及拖曳水槽水下拖动试验,北航学生对这一软体变结构设计在不同介质中的性能进行了实验与研究。他们从实验获得的升阻系数验证了该设计的可行性与可靠性。该仿生飞行乌贼软体跨海空航行器能够以极高仿生相似度完成类似于自然界飞行乌贼水下游动、出水飞行以及软体变结构运动。

有关仿生飞行乌贼软体跨介质航行器的相关成果写成论文已被机器人与人工智能国际顶级会议ICRA接收。相关软体机器人方面的研究进展写成综述作为封面文章发表在国内权威期刊《科技导报》中,并被国内权威媒体《新华文摘》转载收录。该项目已向国家专利局申请实用新型专利和发明专利。

此次展览将以“以真才实学服务人民,以创新创造贡献国家,勇做新时代的奋斗者、开拓者、奉献者”为主题,重点展出本年度北航本科生在创意、创新、创业3类优秀作品总计470项,北航还将邀请社会投资人、校友企业前来参观交流。北航的这项活动已连续举办29届,吸引了近7万余名学生开展创新研究。

责任编辑:王大治  作者:于振华