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：水动力学研究与进展A辑, 2020, 35(01): 55-60.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2020.01.009

• 仿生飞鱼
• 跨介质飞行器
• 滑跑
• 游动

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3 664 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。

• 单位
  航天学院; 浙江大学