光明日報記者 孟歆迪

　　能在空中飛行，也能在水中暢游。小小的飛行器可以輕輕松松做到水、空無(wú)縫切換。近日，一項名為“TJ-FlyingFish”（同濟飛魚(yú)）的水空跨域巡航器原型機，先后被《新科學(xué)家》、北美New Atlas等國際科技雜志報道。

　　“同濟飛魚(yú)”是由同濟大學(xué)上海自主智能無(wú)人系統科學(xué)中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“科學(xué)中心”）、全國重點(diǎn)實(shí)驗室與香港中文大學(xué)團隊聯(lián)合研發(fā)的創(chuàng )新成果。這是一種新型水陸兩棲飛行器，在空中像無(wú)人機一樣飛行，入水后像潛水器一樣運行。

　　據研發(fā)團隊介紹，將可在海、陸、空等空間域內運行的、具有功能差異性的多無(wú)人平臺組成有機整體，使其相互間可通過(guò)信息共享與融合、行為交互與協(xié)調、任務(wù)協(xié)同與合作的方式實(shí)現功能互補，將極大提升整體無(wú)人系統對跨域復雜環(huán)境的應對能力，對于提高全域通感導技術(shù)具有十分重要的作用。然而，在水和空氣兩種介質(zhì)之間，使用傳統通信技術(shù)難以實(shí)現跨介質(zhì)節點(diǎn)間有效信息傳遞，制約了無(wú)人系統在該場(chǎng)景下的跨域協(xié)同。

　　“研制具有跨域穿梭和巡游能力的無(wú)人平臺，使其在跨域協(xié)同系統中充當信使角色，實(shí)現跨介質(zhì)節點(diǎn)間的信息傳遞與交互，是解決無(wú)人系統跨域協(xié)同的有效手段。因此，團隊研發(fā)了水空跨域巡航器原型機‘同濟飛魚(yú)’。”研發(fā)團隊成員告訴記者，“同濟飛魚(yú)”采用了搭載水空兩用推進(jìn)單元和舵面傾轉機構的四旋翼構型設計，重量為1.63千克，軸距為380毫米，具備跨域穿梭能力，又具備雙域巡航能力，可在空中懸停6分鐘，在水下巡游約40分鐘。

　　水和空氣兩種介質(zhì)流體力學(xué)特性的不同，對推進(jìn)器工作區間和系統整體工作平衡點(diǎn)提出了截然不同的要求。針對跨介質(zhì)推進(jìn)問(wèn)題，巡航器搭載微型雙速齒輪箱實(shí)現推進(jìn)器工作區間的切換，以適應不同介質(zhì)環(huán)境，大大簡(jiǎn)化結構和減低重量，同時(shí)保證了在兩介質(zhì)中的運行效率；針對系統平衡點(diǎn)問(wèn)題，巡航器在傳統旋翼飛行器的基礎上，增加了舵面傾轉自由度，在水下改變推力矢量方向以切換系統工作模態(tài)，通過(guò)結構上的變化滿(mǎn)足水空兩介質(zhì)對系統平衡點(diǎn)的不同要求，極大提高了跨域操控性和機動(dòng)性。

　　除此之外，巡航器本體搭載了由GPS、慣性測量單元（IMU）、深度計和微型多普勒速度計（DVL）組成的跨域定位導航系統，具備水下、空中和跨介質(zhì)過(guò)程中的自動(dòng)操控能力。

　　《新科學(xué)家》在報道中這樣評論道：“該水空跨域巡航器原型機可以在水和空氣兩種介質(zhì)中自由切換。它既可以充當兩個(gè)無(wú)人系統之間不可替代的通信節點(diǎn)，加強信息的融合與共享，也可獨立應用于跨域探測、遙感及災害救援等場(chǎng)景。”

　　據悉，“同濟飛魚(yú)”還可以與科學(xué)中心研發(fā)的水下“海鰻”“大力水手”軟體機器人等系列智能裝備“強強聯(lián)手”，有望支撐國家海洋安全和資源勘探等重大戰略及需求。