01. 成果簡(jiǎn)介

為適應(yīng)未來(lái)水下航行器技術(shù)發(fā)展的要求，海工裝備界在開發(fā)具有廣域活動(dòng)能力和高機(jī)動(dòng)性的新型水下航行器的同時(shí)，也正在為傳統(tǒng)水下航行器尋找更優(yōu)良的推進(jìn)和操縱系統(tǒng)。仿生技術(shù)則成為水下航行器的重要研究方向。

水生動(dòng)物經(jīng)過(guò)上億年的演變和進(jìn)化，早已在優(yōu)勝劣汰中將其在水中的運(yùn)動(dòng)能力發(fā)揮到了極至，其中魚類和鯨類等哺乳動(dòng)物的游動(dòng)方式具有高速、靈活、低噪等特點(diǎn)，其游動(dòng)和控制姿態(tài)能力，是任何裝備傳統(tǒng)操縱與推進(jìn)系統(tǒng)的人造水下航行器所無(wú)法比擬的。水下仿生技術(shù)，通過(guò)對(duì)魚類游動(dòng)機(jī)理的研究，利用機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備和功能材料來(lái)開發(fā)模仿魚類的操縱和推進(jìn)模式，并將其應(yīng)用于水下航行器。

與傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)器相比，將仿魚尾推進(jìn)器應(yīng)用于水下航行器，成為新型的仿生水下航行器，具有如下特點(diǎn)：（1）高推進(jìn)效率，節(jié)能；（2）高機(jī)動(dòng)性，靈活；（3）推進(jìn)系統(tǒng)與操縱系統(tǒng)合二為一，共型；（4）噪聲低、環(huán)保，隱身能力強(qiáng)。

本項(xiàng)目旨在開發(fā)“仿藍(lán)鰭金槍魚潛航器”，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，依托清華大學(xué)電子工程系和天津高端裝備研究院，經(jīng)前期數(shù)年研發(fā)，已完成實(shí)驗(yàn)室原理樣機(jī)和試驗(yàn)樣機(jī)I型，并于2018年10月份在天津東麗湖進(jìn)行了水試，驗(yàn)證了核心技術(shù)。仿藍(lán)鰭金槍魚潛航器試驗(yàn)樣機(jī)I型體長(zhǎng)2.6米，設(shè)計(jì)潛深100米，最大航速1.7米/秒（3.5節(jié)），速度體長(zhǎng)比0.65，功耗0.88kW，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。經(jīng)進(jìn)一步研發(fā)和改進(jìn)，2019年9-10月將進(jìn)一步試驗(yàn)，預(yù)計(jì)航速達(dá)6~8節(jié)，遠(yuǎn)高于螺旋槳推進(jìn)平均2-3節(jié)的航速。

圖1 仿藍(lán)鰭金槍魚潛航器-試驗(yàn)樣機(jī)I型 總裝圖

圖2 仿藍(lán)鰭金槍魚潛航器-試驗(yàn)樣機(jī)I型 下水吊裝圖

圖3 仿藍(lán)鰭金槍魚潛航器-試驗(yàn)樣機(jī)I型 水試圖

02. 應(yīng)用前景

本成果的新型仿生AUV，推進(jìn)效率高、自體噪聲小、機(jī)動(dòng)性好，速度接近4節(jié)，成熟度達(dá)到產(chǎn)品化標(biāo)準(zhǔn)，在智慧海洋、智慧海防迅猛發(fā)展的新時(shí)代，可廣泛用于現(xiàn)代漁業(yè)養(yǎng)殖、勘探開發(fā)、搶險(xiǎn)救援、科考研究、水下檢修、觀光旅游等民用市場(chǎng)，為海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新型支撐手段；同時(shí)，也可用于海防等軍用市場(chǎng)。

03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán)

已申請(qǐng)專利和軟件著作權(quán)近20項(xiàng)。

04. 團(tuán)隊(duì)介紹

本項(xiàng)目以電子工程系任勇教授團(tuán)隊(duì)為核心，成立了海洋信息與智能裝備研究所，隸屬于清華大學(xué)天津高端裝備研究院。研究方向以自主式水下潛航器（Autonomous Underwater Vehicle，簡(jiǎn)稱AUV）和多AUV水下蜂群為主，包括水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)理研究、深海環(huán)境下的信息交換與處理、深海環(huán)境下定位與協(xié)同、深海AUV裝備的研發(fā)制造技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)理論及其應(yīng)用技術(shù)、復(fù)雜生產(chǎn)制造過(guò)程的建模與優(yōu)化調(diào)度技術(shù)等。近五年來(lái)，在IEEE Transactions、IFAC Automatica、EJOR等專業(yè)頂級(jí)期刊發(fā)表國(guó)際權(quán)威期刊論文30余篇。

05. 合作方式

投融資 / 商務(wù)合作。

06. 聯(lián)系方式

郵箱：[email protected]