美国约翰霍普金斯大学(The Johns Hopkins University)应用物理实验室(Applied Physics Laboratory;APL)设计了一款能敖游空中和水下的无人驾驶「空中水上载具」(UAAV),称为「飞鱼」(Flying Fish)。据该实验室表示,这是第一架款使用固定三角翼设计的UAAV。

这架隐形战机搭载三角形的机翼形状,有助于提高结构刚度,并使其更易于潜水。根据APL研究人员表示,「飞鱼」的三角翼有助于使无人机从水中浮起时的浮力最大化,迅速从水下直接转换推进到飞行模式。

APL机器人研究员Joe Moore说:“目前已经有无人机可以在水下被释放后漂浮至表面,然后以直升机式的推进器起飞,但是,我们设计的是第一架使用固定机翼而能在空中和水下航行的UAAV。”APL机器人研究员Eddie Tunstel和Robert Osiander与Moore共同进行这项计划。

20170919wurenji1 APL机器人研究员Joe Moore正为「飞鱼」UAAV进行检测 (来源:Johns Hopkins' APL)

为了使这架「飞鱼」UAAV成为可能,该研究团队必须克服一些工程障碍。该设计需要在以电池供电的小型电动马达上仔细地模拟螺旋桨上的可用功率。

这架无人驾驶飞机还必须缓慢地移动,才能让机头朝下飞行并持续在水下,然后让机头朝上地迅速加速至足够的速度,实现每小时30英哩的最高速度起飞和飞行。

20170919wurenji2 当这架海空两栖无人机的三角翼从水中浮现时,其浮力将增加到最大化 (来源:Johns Hopkins' APL)

Moore说:”我们的资金来自内部,但充份考虑到军用潜艇得以进行隐形侦察的技术、在内陆飞行以调查清楚内陆湖中有什么,或是在湖泊的许多地方之间飞行,快速采集现场样本。“

过去几个月来,该研究团队在侦察期间安装了惯性导航传感器、用于水下深度检测的压力传感器,以及水和空气温度传感器,以协助飞行器在空人与水下模式之间进行转换。该原型机采用德州仪器(Texas Instruments;TI)内建Omap处理器的控制板,以及内建Atmel AVR核心的Atmega32u4子板,以处理传感器与高阶绘图。

该研究团队正为Omap处理器编写自动驾驶软件,让用户指派「飞鱼」得以自主执行的高阶任务。该团队还希望为这架无人机的机翼加装太阳能池,使其于执行任务期间,在登陆或漂浮于水面时都能进行充电。

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