既可以上天，也可以入海，一種新概念的?？諆蓷珶o人航行器“哪吒”，由上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊成功研制，多項技術(shù)獲得國家發(fā)明專利，相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際權(quán)威期刊《海洋工程》上。

既有固定翼又有旋翼

在上海交通大學(xué)海洋學(xué)院哪吒實驗室，小巧玲瓏、紅白相間的“哪吒”既有固定翼又有旋翼，中間主體是一個電子艙?！澳倪浮钡臋C臂上有一個十分巧妙的折疊機構(gòu)，通過機械自鎖裝置，可以實現(xiàn)入水之后機臂折疊，出水之前機臂展開。

上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊曾錚副研究員表示，“哪吒”是將水下滑翔機的設(shè)計理念與無人機的設(shè)計思想進(jìn)行了有機融合，具備垂直起降與懸停、水平飛行、水下滑翔等多種功能，不僅能在空中飛行自主定位，還可以在指定海域或者水面降落，并進(jìn)入水下潛航，完成水下的觀測任務(wù)后鉆出水面，自主飛行返航。巧妙之處是，“哪吒”的固定翼不僅是空中的飛行翼，入水以后還可以成為滑翔翼。旋翼則可實現(xiàn)航行器在水、空跨界過程中的穩(wěn)定起降。

作為海空兩棲的航行器，“哪吒”高強的本領(lǐng)來自科研人員長達(dá)五年堅持不懈的技術(shù)攻關(guān)。團(tuán)隊成員成功研發(fā)了承壓耐蝕高速電機、小型輕量化浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、海空跨介質(zhì)航行的非線性穩(wěn)定控制器等一系列關(guān)鍵核心技術(shù)。

其中，承壓耐蝕高速電機采用了和傳統(tǒng)水下推進(jìn)器動密封完全不同的技術(shù)，既能在空中高速轉(zhuǎn)動，同時也能在水下承壓。獲得國家發(fā)明專利的高壓氣動浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用高壓氣體源作為浮力調(diào)節(jié)驅(qū)動力，實現(xiàn)航行器浮力和俯仰姿態(tài)的同步調(diào)節(jié)，通過這套獨特的小型輕量化浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可滿足兩棲航行器對載重的嚴(yán)苛要求。此外，針對航行器在入水過程中受到風(fēng)浪流的干擾，團(tuán)隊成員設(shè)計了多種控制算法，做了大量仿真實驗，為攻克這一難題提供了解決方案。

上海交通大學(xué)海洋學(xué)院海洋技術(shù)團(tuán)隊成員在工作中（新華社 張建松 攝）

能在空氣和水里自由穿越

目前，“哪吒”已具備50米級水下航行、5千克負(fù)載能力以及良好的空中運動與跨介質(zhì)能力。2020年，“哪吒”在浙江千島湖成功進(jìn)行了測試，今年還將赴南海進(jìn)行海試。

“我們之所以將這種新概念的?？諆蓷叫衅髅麨椤倪浮?，是國產(chǎn)電影《哪吒》中有句話讓我們產(chǎn)生了深深的共鳴。人們眼中的成見是一座大山，我們要勇于打破這種是非成見?！痹P說，“在人們的傳統(tǒng)印象中，空氣和水是兩種截然不同的介質(zhì)，航行器是不可能同時飛行的?！倪浮褪且蚱七@種成見，實現(xiàn)在空氣和水里的自由穿越。”

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，作為一種穿越航行于空中、水面和水下的高機動性跨介質(zhì)運載平臺，“哪吒”未來有望廣泛應(yīng)用于海上搜救、海洋科學(xué)、海洋工程等領(lǐng)域，可在特定海區(qū)同時進(jìn)行空中、水面和水下的探測任務(wù)，能大幅提升我國海洋立體監(jiān)測水平和能力。