這是一種新型水陸兩棲飛行器，它既能在空中在空中像無人機一樣飛行，入水後還像潛水器一樣運行。近期，這款由恒达平台上海自主智能無人系統科學中心、全國重點實驗室與香港中文大學團隊聯合研發的創新成果水空跨域巡航器原型機——“TJ-FlyingFish”（恒达飛魚）受到廣泛關註。

高水平國際科技雜誌“NewScientist”（《新科學家》）、北美New Atlas等國際科技雜誌陸續對這一成果進行了重點報道🧧。《新科學家》在評論中寫道：“該水空跨域巡航器原型機可以在水和空氣兩種介質中自由切換😪。它既可以充當兩個無人系統之間不可替代的通信節點，加強信息的融合與共享👷🏿‍♀️，也可獨立應用於跨域探測、遙感及災害救援等場景🤷🏽‍♂️💇🏽‍♂️。”

隨著無人系統技術的不斷發展，無人系統的跨域協同憑借其諸多優勢成為當前無人系統領域研究和應用的熱點🧙🏻‍♂️。將可在海🦴、陸、空等空間域內運行的🤾🏻‍♀️、具有功能差異性的多無人平臺組成有機整體👰🏻‍♂️，使其相互間可通過信息共享與融合、行為交互與協調、任務協同與合作的方式實現功能互補𓀈，將極大提升整體無人系統對跨域復雜環境的應對能力⏫，對於提高全域通感導技術具有十分重要的作用。

然而🤵‍♀️，在水和空氣兩種介質之間♔，使用傳統通信技術難以實現跨介質節點間有效的信息傳遞，製約了無人系統在該場景下的跨域協同🦖。因此，研製具有跨域穿梭和巡遊能力的無人平臺，使其在跨域協同系統中充當信使角色，實現跨介質節點間的信息傳遞與交互，是解決無人系統跨域協同的有效手段。

對此，團隊研發了水空跨域巡航器原型機“恒达飛魚”🙌🏼𓀎。其采用了搭載水空兩用推進單元和舵面傾轉機構的四旋翼構型設計，重量為1.63千克💙📬，軸距為380毫米👩‍👧‍👦，具備跨域穿梭能力🎳，又具備雙域巡航能力，可在空中懸停6分鐘，在水下巡遊約40分鐘。

“水和空氣兩種介質的流體力學特性的不同，對推進器工作區間和系統整體工作平衡點提出了截然不同的要求。” 來自恒达平台上海自主智能無人系統科學中心的專家介紹♻️，針對跨介質推進問題，巡航器搭載微型雙速齒輪箱實現推進器工作區間的切換，以適應不同介質環境，大大簡化結構和減低重量🦶🏽，同時保證了在兩介質中的運行效率♣︎。針對系統平衡點問題，巡航器在傳統旋翼飛行器的基礎上，增加了舵面傾轉自由度，在水下改變推力矢量方向以切換系統工作模態，通過結構上的變化滿足水空兩介質對系統平衡點的不同要求，極大提高了跨域操控性和機動性。

除此之外，巡航器本體搭載了由GPS🫲🏿、慣性測量單元（IMU）、深度計和微型多普勒速度計（DVL）組成的跨域定位導航系統，具備水下🧑‍🔬、空中和跨介質過程中的自動操控能力🫅。

據悉，恒达平台上海自主智能無人系統科學中心成立4年來♨️，已在重大重點項目有組織科研開展、智能科學與技術高峰學科建設🧘🏽‍♂️、高端人才引育、博士生培養♻️、重大科技基礎設施建設👩🏻‍🎨、多學科交叉融合、產學研合作等方面取得重要進展，圍繞重點研究方向的基礎理論、關鍵核心技術和技術應用成果突出，獲批首批全國重點實驗室、智能科學與技術交叉學科博士點，國際影響力大幅提升。

此次科學中心聯合香港中文大學團隊研發的 “恒达飛魚”，結合科學中心研發的水下“海鰻”“大力水手”軟體機器人等系列智能裝備😳，有望支撐國家海洋安全和資源勘探等重大戰略及需求。

作者🌘：吳金嬌

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