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众人好，我是一名水下机械人“萌新”，我来自华夏科学院沈阳积极化钻研所，我有不少著名的哥哥姐姐，像是“海斗一号”、“潜龙一号”、“小黄鱼”等，他们的身影在各大媒体屡次出镜，让我心生Respect！

（图片来自网络）

做为萌新，我在大佬们当前即是空气，但我志（ying）不（gang）在（bu）此（guo）。他们身形硕大，功效繁杂，但在水下不足矫捷。我的打算在于能像芭蕾舞伶人同样，有着窈窕的身姿，能够在水下翩然起舞。

（图片来自网络）

因而乎，在华夏科学院沈阳积极化钻研所海洋音信技巧设备中间的钻研团队辅助下，我的“芭蕾梦”有了指望。

钻研团队觉察，限制水下机械人矫捷性有两个方面。第一个是水下机械人为了潜入水下，都要带个“大肚腩”，也即是浮力调治系统，况且处事深度越大，“肚腩”就越大。第二个是水下机械人的“小短腿”，也即是螺旋桨等水下推动器。现有水下机械人为了搭载更多载荷，多采取效率较高的螺旋桨推动器、泵喷推动器、轮缘推动器等，然则这些推动器在提升水下机械人矫捷性，尤为是高速下的矫捷性方面展现普遍。

保守水下机械人的“大肚腩”和“小短腿”

为理管理上述题目，钻研团队效仿空用扇翼推动器，在学界初次提议了“水下扇翼推动器”的观点，并胜利将其用于水下机械人，为水下机械人装上“大长腿”，部份替换了浮力调治安装，提升了水下机械人的矫捷性。

水下扇翼推动器能够界说为：“处事在水介质处境中，在不变机翼中嵌入可积极回旋的横流风扇的推动器。”经过横流风扇的回旋，该推动器能够产生显著的前向力和垂向力。操纵前向力推动机械人行进，操纵向下的垂向力推动机械人潜入水下，从而替换浮力调治安装。

水下扇翼推动器构型

基于水下扇翼推动器，钻研人员研发了水下扇翼飞舞器（也即是我），小短腿改为了两个“大长腿”，能够实行行进、下潜、变向、俯仰、横摇等5自如度的活动，还胜利减掉了“浮力调治”这个大肚腩。

水下扇翼飞舞器（遗忘开美颜了/害臊/）

直线飞舞

下降飞舞

转弯飞舞

钻研人员还对水下扇翼推动器的动力学性格等打开了深入钻研，联系钻研效果屡屡发布于国际学术期刊OceanEngineering。

首先，钻研人员采取了模范的水下扇翼推动器截面，对不同横流风扇转速、航速下的水下扇翼推动器打开仿真和实践钻研。

谋划流膂力学仿真（近似于“手绘X光相片”）

钻研事实声明，水下扇翼推动工具犹以下普遍性性格：

跟着转速的增大，推动器前向力、垂向力、转矩和功率继续增大。

跟着航速的增大，前向力先增大后减小，垂向力增大，转矩和功率继续增大。

除了普遍性规律，水下扇翼推动工具犹以下模范特性：

在低航速、高转速的工况下，前向力和垂向力的摇动增大，转矩增大，所损耗的功率提升。

航速越高，功率和转矩越大。

存在最大效率点，且在最大效率点航速临近前向力得到最大值。

接着，钻研人员采取了前开角、后开角、机翼上平面长度和迎流角等四个模范参数对水下扇翼推动器的不变机翼关于其水动力学性格的影响打开了钻研。

不变机翼的四个模范参数

钻研事实声明：不变机翼能够操纵流入和流出横流风扇流量和方位，也会影响到一些特别流展形势的产生，如偏爱涡的地位和巨细，驻留涡、尾涡以及机翼上表面的界线层离开等。

近期，钻研人员还钻研了横流风扇表里径比、叶片数目、叶片内角和叶片外角等参数关于水下扇翼推动器的水动力学和水声学性格的影响。

横流风扇几多参数的采取

钻研事实声明：横流风扇叶片内角和叶片外角对流体的流入和流出横流风扇起到首要效用，其做功充足与否首要受横流风扇表里径比的影响，叶片数目是对水下扇翼推动器水声学性格影响最大的要素。

水下扇翼推动器的钻研，获得了华夏科学院兵法高技巧革新基金、国度留学基金委、新加坡学术钻研基金、机械人学国度中心实践室等的鼎力帮助。

他日，钻研人员将对水下扇翼推动器打开加倍深入的钻研处事，包罗水下扇翼推动器的理论机理，模块化、适用化的水下扇翼推动器开垦，辅助更多的水下机械人实行“芭蕾”梦。

来历：华夏科学院沈阳积极化钻研所

温暖提醒：近期，

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