高超声速飞行器地面测试技术（潜空跨介质航行器试飞成功）

新京报讯（记者张建林）两架“小飞机”先后潜入水下，用几十秒的时间抵达指定位置，完成任务后，又轻盈地飞出水面。11月5日，记者从哈尔滨工程大学获悉，历时一年多，“长弓1号”和“长弓2号”潜空跨介质航行器试飞成功。

“长弓1号”跨域姿态图片。哈尔滨工程大学供图

既能上天也能入海的航行器并不常见，这种航行器也被业内专家认为用途广泛，在海洋探索和开发上具有广阔的应用前景。“长弓1号”“长弓2号”两款航行器由哈尔滨工程大学水下机器人技术国家级重点实验室打造，分别采用了固定翼和折叠翼结构，均能够迅速跨越水空介质，在空中稳定飞行，在水下隐蔽航行，全过程全自主，无需人工控制。

团队成员现场检修 “长弓1号”。哈尔滨工程大学供图

据科研团队成员王宝旭介绍，空气和水是两种截然不同的介质，水的密度比空气大近800倍，潜空跨介质航行器在两种截然不同的环境介质中运行时，会受到未知的风、浪、流的联合干扰，所受的环境外力情况和相应的动力学响应都有显著差异。

2021年，该团队在国家自然科学基金支持下，开展潜空跨域无人航行器技术研究工作。在设计之初，团队对潜空跨介质航行器的飞行构型方案进行了多次讨论，并对多旋翼、倾转旋翼、固定翼等构型方案的任务能力、应用前景、技术可行性等进行了综合比对分析，最终确定了固定翼飞行构型方案。

“长弓2号”跨介质出水。哈尔滨工程大学供图

固定翼相比其他结构，在介质跨越过程中用时更短，但研发难度更大。不同于多旋翼可以在水面上起飞，固定翼航行器可以直接跨越水空界面，这种跨域方式并无合适的数学模型可以进行参考。

综合水中和空中各项性能参数要求，团队进行了无数次仿真实验，完成了“长弓1号”“长弓2号”样机的总体方案设计，并基于CFD（计算流体力学）技术评估了航行器空中飞行、水下航行、水-空介质跨越等过程的运动性能，验证了两型样机方案的可行性。

两款航行器机翼展开后，尺寸分别为长2.3米×翼展2米、长1.9米×翼展2.5米，不仅能在空中、水面、水下切换自如，还可负重1千克，潜深100米，通过搭载的高清摄像机与数传电台，完成大气边界层与海洋边界层的界面观测。

为了能让航行器在100米水下抗压，团队为航行器设计了耐压舱，通过一枚小小的推进器作为水下动力来源，实现了航行器在水里稳定下潜航行。

团队技术负责人孙祥仁介绍，通常航行器为了抗压，下潜越深，材料越重，但机身过重航行器就无法轻盈起飞，因此，团队通过一系列手段为航行器减重。

孙祥仁说，他们不仅采用了新型的碳纤维复合材料去替代普通金属，还在结构设计上也尽量为航行器减重，连1克重的电线也需斤斤计较，在设计要求下，力求将航行器总质量控制到最低。固定翼与折叠翼样机双双成功实现跨域航行，这也意味着，融合空中飞行、水面游弋、水下巡航能力于一体的跨介质航行器技术有了新的进展。

编辑 刘茜贤

校对 刘军