仿飞鱼跨介质无人平台的探索研究

• 作者: 邓见 金楠 周意琦 路宽 邵雪明
• 来源期刊: 水动力学研究与进展A辑
• 关键词: 仿生飞鱼 跨介质飞行器 滑跑 游动
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 会议专栏论文
• 页码范围: 55-60
• 页数: 6页
• 分类号: O352
• 语种: 中文
• DOI: 10.16076/j.cnki.cjhd.2020.01.009

摘要

跨介质飞行器是一种既能在空中飞行,又能在水下潜航的新概念飞行器,它兼有飞行器的速度和潜航器的隐蔽性.该文以自然界的飞鱼为模仿对象,研究了一种仿飞鱼的跨水气介质无人平台.该仿生飞鱼的身体长度25 cm,排水重量约为0.191 kg.采用计算流体力学的手段,研究了仿生飞鱼水下游动与水面滑行阶段的水动力学特性.重点比较了飞鱼达到巡航状态所需功率,从而证实飞鱼可以通过水面滑跑过程进一步加速到起飞状态.首先,对于水下游动状态,当巡游速度为10 m/s,尾鳍摆动频率为145 Hz时,在小摆动幅度工况下,飞鱼达到巡游状态需要的输入功率约为350 W,此时通过身体重量计算出的肌肉功率密度为3664 W/kg,该数值可以在生物学上找到合理解释.当飞鱼在水面滑跑时,同样输入功率为350 W时,滑飞速度可达到16.5 m/s.可见,飞鱼可通过水面滑跑进一步将自身加速到起飞状态.