既可以上天，也可以入海，一种新概念的海空两栖无人航行器“哪吒”，由上海交通大学海洋学院海洋技术团队成功研制，多项技术获得国家发明专利，相关研究成果近日发表在国际权威期刊《海洋工程》。
记者在上海交通大学海洋学院哪吒实验室看到，小巧玲珑、红白相间的“哪吒”既有固定翼又有旋翼，中间主体是一个电子舱。“哪吒”的机臂上，有一个十分巧妙的折叠机构。通过机械自锁装置，可以实现入水之后机臂折叠，出水之前机臂展开。
据上海交通大学海洋学院海洋技术团队曾铮副研究员介绍，“哪吒”是将水下滑翔机的设计理念与无人机的设计思想进行了有机融合，具备垂直起降与悬停、水平飞行、水下滑翔等多种功能于一体。不仅能在空中飞行自主定位，还可以在指定海域或者水面降落，并进入水下潜航，完成水下的观测任务后钻出水面，自主飞行返航。巧妙之处是，“哪吒”的固定翼不仅是空中的飞行翼，入水以后还可以成为滑翔翼。旋翼则可实现航行器在水、空跨界过程中的稳定起降。
上海交通大学海洋学院海洋技术团队曾铮副研究员介绍“哪吒”。新华社记者 张建松 摄
作为海空两栖的航行器，“哪吒”高强的本领来自科研人员长达五年坚持不懈的技术攻关。上海交大海洋技术团队连琏教授、曾铮副研究员带领卢迪、熊程珂、吕晨昕、胡锐等成员，在上海市社会发展科技攻关项目、上海交通大学重点前瞻布局基金项目、青岛国家海洋科学与技术国家实验室开放基金项目等支持下，成功研发了承压耐蚀高速电机、小型轻量化浮力调节系统、海空跨介质航行的非线性稳定控制器等一系列关键核心技术。
其中，承压耐蚀高速电机采用了和传统水下推进器动密封完全不同的技术，既能够在空中高速转动，同时也能在水下承压。获得国家发明专利的高压气动浮力调节系统，采用高压气体源作为浮力调节驱动力，实现航行器浮力和俯仰姿态的同步调节，通过这套独特的小型轻量化浮力调节系统，可满足两栖航行器对载重的严苛要求。此外，针对航行器在入水过程中受到风浪流的干扰，团队成员设计了多种控制算法，做了大量仿真实验，为攻克这一难题提供了解决方案。
目前，“哪吒”已具备50米级水下航行、5千克负载能力以及良好的空中运动与跨介质能力。2020年，“哪吒”在浙江千岛湖成功进行了测试，今年还将赴南海进行海试。
上海交通大学海洋学院海洋技术团队在工作中。新华社记者 张建松 摄
“我们之所以将这种新概念的海空两栖航行器命名为‘哪吒’，是国产电影《哪吒》中有句话让我们深深共鸣，人们眼中的成见是一座大山，我们要勇于打破这种是非成见。”曾铮说，“在人们的传统印象中，空气和水是两种截然不同的介质，航行器是不可能同时飞行的。哪吒就是要打破这种成见，实现在空气和水里的自由穿越。”
上海交通大学海洋技术团队实力雄厚，近年来承担了多个国家重大项目，在无人遥控潜水器作业系统、深海智能浮标、海空两栖航行器、深海探测与作业技术等方面取得了多个重要进展和成果。
业内专家认为，作为一种穿越航行于空中、水面和水下的高机动性跨介质运载平台，“哪吒”未来有望广泛应用于海上搜救、海洋科学、海洋工程等领域，对特定海区同时进行空中、水面和水下的探测任务，大幅提升我国海洋立体监测水平和能力。
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