“海鸟”固定翼跨域飞行器完成设计工作,可实现海空跨介质飞行

来源:劳动观察 作者:贡俊祺 发布时间:2025-08-17 21:16

摘要: “海鸟”固定翼微型跨域飞行器是一种以跨介质航行作为核心目标的多功能航行器。

近日,上海大学钱伟长空气动力学研究中心传来喜讯,由该中心“海鸟”跨域飞行器团队自主研发的“海鸟”固定翼跨域飞行器完成设计工作。这一成果标志着跨介质无人机的队伍不断壮大,研发团队为低空飞行器发展和海洋强国建设提供了新的技术支撑。


“海鸟”固定翼微型跨域飞行器是一种以跨介质航行作为核心目标的多功能航行器,其航行环境涵盖液相、半液半气相、液气相互转换及气相。2023年9月,在低空经济蓬勃发展和建设海洋强国战略需求背景下,“海鸟”跨域飞行器团队正式成立。两年来,团队以“设计廉价高性能跨域飞行器”为目标,开展了气动/水动布局、结构强度、跨介质推进系统、飞行控制系统和碳纤维复合材料等设计与验证。


从实验室到海域试飞,无数个从无到有的突破引领着团队将“海鸟”的未来描绘得愈发清晰。2024年1月,“海鸟”首次使用三角翼布局亮相第三届“遇见未来”海洋装备设计大赛。同年8月,团队引入了水翼系统,使“海鸟”获得了平稳的水-气转换能力。2025年3月,“海鸟”在上海淀山湖完成第一期跨介质飞行验证。2025年8月,最新一代的HN-10在东海某海域完成了海空跨介质飞行验证,真正实现了“海底振翅,破空翱翔”。团队队长潘镐城说:“希望我们的“海鸟”可以在海空两界都能发挥自己最大的作用,实现价值。

进行跨介质飞行试验。受访者供图


“海鸟”的设计涵盖多个关键部分,其核心为三角翼薄翼型布局和水翼系统。三角翼薄翼型布局一方面解决了气动力和水动力性能矛盾问题,另一方面极大增强了“海鸟”的抗水压能力,这显著提升了“海鸟”的水下潜航速度和下潜深度。为提升“海鸟”的跨介质转换能力,团队采用倒T型全浸式水翼与三角翼机身的混合布局,既简化结构又增强了“海鸟”在波浪中的稳定性。“海鸟”能在水下潜航时通过水翼获得负升力,改善水下操控性能和定深能力。


出水时,水翼与主操纵面协同工作,可快速平稳出水,提升跨介质转换效率。“海鸟”目前采用基于PX4架构的飞控系统,通过多传感器数据融合和分层控制技术,实现对空中及水下姿态的精准调控。系统实时采集姿态、速度、位置等数据,并快速决策,动态调节机翼、水翼舵面及动力输出,确保复杂环境下的稳定性。同时,集成故障诊断与容错控制功能,实时监测运行状态,提升可靠性与安全性。


该项目团队获得了多位飞行器领域专家的高度评价,得到中船集团的资助,并与多家单位达成合作意向,旨在共同开发“海鸟”的行业应用型号。该项目在第十九届“挑战杯”上海市大学生课外学术科技作品竞赛中荣获市级特等奖。2025年7月,“海鸟”项目参加中国国际大学生创新创业大赛并获上海市金奖。


未来,“海鸟”无人机将投入市场应用,在海洋监测、应急救援、国防侦察等领域发挥重要作用。随着智能技术的进一步发展,“海鸟”也将继续升级优化,为人类探索海空领域提供新的技术方案。


头图为动力机控制系统防水设计过程。受访者供图



通讯员:刘淄越,单纯瑞
责任编辑:王迪
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