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1、 團(tuán)隊(duì)名稱：探索者 團(tuán)隊(duì)口號(hào)：創(chuàng)新永無止境 團(tuán)隊(duì)成員：郭占波 丁百祥 孫鵬鵬 3月月8日凌晨，飛往北京的馬航日凌晨，飛往北京的馬航MH370航班起飛后與地面航班起飛后與地面失去聯(lián)系，機(jī)上有失去聯(lián)系，機(jī)上有154名中國人。名中國人。3月月24日日22時(shí)，馬來西時(shí)，馬來西亞總理宣布飛機(jī)墜毀于南印度洋，乘客無生還可能。亞總理宣布飛機(jī)墜毀于南印度洋，乘客無生還可能。 至今，黑匣子仍潛伏于大海之中，所以水下航行器成為搜至今，黑匣子仍潛伏于大海之中，所以水下航行器成為搜尋黑匣子的利器。尋黑匣子的利器。 不足點(diǎn) 現(xiàn)在的水下探測器面臨的普遍缺點(diǎn)就是續(xù)現(xiàn)在的水下探測器面臨的普遍缺點(diǎn)就是續(xù)航時(shí)間短、靈活性不夠、搜
2、尋速度慢、穩(wěn)航時(shí)間短、靈活性不夠、搜尋速度慢、穩(wěn)性不足等。性不足等。 所以，這就需要更高性能的海洋航行器。所以，這就需要更高性能的海洋航行器。 該航行器的靈感主要該航行器的靈感主要來自于水母。來自于水母。 采用穹形外觀，減小采用穹形外觀，減小運(yùn)動(dòng)時(shí)水的阻力，便運(yùn)動(dòng)時(shí)水的阻力，便于在水中航行；同時(shí)于在水中航行；同時(shí)能提高了航行器的漂能提高了航行器的漂浮能力，和航行器的浮能力，和航行器的穩(wěn)性。穩(wěn)性。 主體下方延伸出多根主體下方延伸出多根觸角，在觸角頂端安觸角，在觸角頂端安裝攝像頭和探測裝置，裝攝像頭和探測裝置，便于全方位探測。便于全方位探測。新型新型“仿生水母仿生水母”智能水下航行器以水母為原形智
3、能水下航行器以水母為原形，并且通過延伸水母的性能研究設(shè)計(jì)出的。同，并且通過延伸水母的性能研究設(shè)計(jì)出的。同時(shí)在符合船舶建造要求的基礎(chǔ)上改變傳統(tǒng)的外時(shí)在符合船舶建造要求的基礎(chǔ)上改變傳統(tǒng)的外觀和推動(dòng)裝置等，并融合了新的科技理念。觀和推動(dòng)裝置等，并融合了新的科技理念。 新型新型“仿生水母仿生水母”智能水下航行器采用水母的智能水下航行器采用水母的外觀。頂部設(shè)計(jì)成穹形，在底部延伸出多只外觀。頂部設(shè)計(jì)成穹形，在底部延伸出多只“觸觸角角”，同時(shí)在頂端和底端各延伸處進(jìn)水管，而在，同時(shí)在頂端和底端各延伸處進(jìn)水管，而在頂部周圍裝有多個(gè)噴水裝置用于航行器運(yùn)動(dòng)。頂部周圍裝有多個(gè)噴水裝置用于航行器運(yùn)動(dòng)。 新型新型“仿生水
4、母仿生水母”智能水下航行器通過頂部設(shè)智能水下航行器通過頂部設(shè)有的壓載水艙來控制自身的沉浮。通過吸水泵和有的壓載水艙來控制自身的沉浮。通過吸水泵和噴水推進(jìn)裝置來控制航行器的運(yùn)動(dòng)。噴水推進(jìn)裝置來控制航行器的運(yùn)動(dòng)。 新型新型“仿生水母仿生水母”智能水下航行器通過無線裝智能水下航行器通過無線裝置與海上船舶或岸基通信裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。通置與海上船舶或岸基通信裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。通過旁側(cè)聲納、攝像頭以及其他探測器來了解航行過旁側(cè)聲納、攝像頭以及其他探測器來了解航行器的周邊環(huán)境。器的周邊環(huán)境。 新型新型“仿生水母仿生水母”智能水智能水下航行器以船舶為載體，下航行器以船舶為載體，由母船釋放入水，由計(jì)算由母船釋放
5、入水，由計(jì)算機(jī)和岸基無線控制，航行機(jī)和岸基無線控制，航行器入水后頂部中將發(fā)射聲器入水后頂部中將發(fā)射聲吶脈沖掃描海底，脈沖將吶脈沖掃描海底，脈沖將向各方向以弧形散開。新向各方向以弧形散開。新型型“仿生水母仿生水母”智能水下智能水下航行器會(huì)接收到在脈沖范航行器會(huì)接收到在脈沖范圍內(nèi)物體的反射聲波，利圍內(nèi)物體的反射聲波，利用用“聲波陰影聲波陰影”判斷物體判斷物體高度并形成圖像。并保存高度并形成圖像。并保存?zhèn)鞯接?jì)算機(jī)上，供人員分傳到計(jì)算機(jī)上，供人員分析判斷。通過聲納、攝像析判斷。通過聲納、攝像頭各其他探測設(shè)備探尋目頭各其他探測設(shè)備探尋目標(biāo)和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。通過壓載標(biāo)和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。通過壓載水艙控制航行器的沉浮，水
6、艙控制航行器的沉浮，通過吸水泵和噴水推進(jìn)裝通過吸水泵和噴水推進(jìn)裝置控制航行器運(yùn)動(dòng)。置控制航行器運(yùn)動(dòng)。 在搜尋過程中，自上而在搜尋過程中，自上而下，以圓形運(yùn)動(dòng)軌跡搜尋，下，以圓形運(yùn)動(dòng)軌跡搜尋，使其搜尋區(qū)域無盲區(qū)。使其搜尋區(qū)域無盲區(qū)。工作原理工作原理 該航行器與拖曳聲波定位該航行器與拖曳聲波定位儀不同，它不需要線纜拖儀不同，它不需要線纜拖曳，可自主在水下航行，曳，可自主在水下航行，通過無線方式與控制臺(tái)通通過無線方式與控制臺(tái)通信。在探測范圍方面，信。在探測范圍方面，“仿生水母仿生水母”智能水下航智能水下航行器擅長在較長距離內(nèi)行器擅長在較長距離內(nèi)“定點(diǎn)定點(diǎn)”查找。查找。 它能夠利用旁側(cè)聲吶和攝它能夠利
7、用旁側(cè)聲吶和攝像機(jī)下潛搜尋，攝像機(jī)可像機(jī)下潛搜尋，攝像機(jī)可以以360度旋轉(zhuǎn)，拍攝搜尋度旋轉(zhuǎn)，拍攝搜尋無死角。無死角。由水泵、吸水管道和噴水管道組成。由水泵、吸水管道和噴水管道組成。前進(jìn)時(shí)，水泵自船底吸水管道吸進(jìn)水流，前進(jìn)時(shí)，水泵自船底吸水管道吸進(jìn)水流，從噴水管道高速噴出，獲得水流的反作從噴水管道高速噴出，獲得水流的反作用力，推動(dòng)航行器前進(jìn)。倒航時(shí)，將裝用力，推動(dòng)航行器前進(jìn)。倒航時(shí)，將裝置在噴水管道口上方的倒車斗放入水中，置在噴水管道口上方的倒車斗放入水中，高速水流進(jìn)入倒車斗后，將向后方噴射高速水流進(jìn)入倒車斗后，將向后方噴射的水流反射成向前的水流，在不改變主的水流反射成向前的水流，在不改變主機(jī)旋
8、轉(zhuǎn)方向的情況下使航行器倒航。噴機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下使航行器倒航。噴水推進(jìn)器具有良好的推進(jìn)效率和操縱性水推進(jìn)器具有良好的推進(jìn)效率和操縱性能，較低的噪聲和振動(dòng)。能，較低的噪聲和振動(dòng)。此推進(jìn)裝置可全方位旋轉(zhuǎn)，便于向各方此推進(jìn)裝置可全方位旋轉(zhuǎn)，便于向各方向運(yùn)動(dòng)向運(yùn)動(dòng) 噴水推進(jìn)裝置噴水推進(jìn)裝置 對(duì)于水下航行器來說，運(yùn)動(dòng)性對(duì)于水下航行器來說，運(yùn)動(dòng)性能的高低影響其工作的效率。能的高低影響其工作的效率。新型新型“仿生水母仿生水母”智能水下航智能水下航行器用壓載水艙來控制自身的行器用壓載水艙來控制自身的沉浮。當(dāng)打開航行器頂部進(jìn)出沉浮。當(dāng)打開航行器頂部進(jìn)出水口的閥門時(shí)，由于海水的壓水口的閥門時(shí)，由于海水的壓力使海水
9、進(jìn)入壓載水艙，當(dāng)艙力使海水進(jìn)入壓載水艙，當(dāng)艙內(nèi)水飽和時(shí)，航行器會(huì)快速下內(nèi)水飽和時(shí)，航行器會(huì)快速下沉。當(dāng)航行器用自身動(dòng)力將水沉。當(dāng)航行器用自身動(dòng)力將水排出壓載水艙時(shí)，航行器會(huì)上排出壓載水艙時(shí)，航行器會(huì)上浮。浮。壓載水艙位于航行器頂部，能壓載水艙位于航行器頂部，能夠保持航行器穩(wěn)性，符合船舶夠保持航行器穩(wěn)性，符合船舶建造要求。建造要求。調(diào)節(jié)航行器的浮態(tài)調(diào)節(jié)航行器的浮態(tài)。能夠使航行器靈活升降，提高能夠使航行器靈活升降，提高工作效率。工作效率。壓載水艙進(jìn)出水口 眾所周知，水下航行器面眾所周知，水下航行器面臨的普遍問題臨的普遍問題續(xù)航時(shí)間續(xù)航時(shí)間短短 所以，新型所以，新型“仿生水母仿生水母”智能水下航行器
10、采用核電智能水下航行器采用核電池作為動(dòng)力源。池作為動(dòng)力源。 以蓄電池為輔，供通信設(shè)以蓄電池為輔，供通信設(shè)備用電。備用電。 這樣，極大提高了航行器這樣，極大提高了航行器的續(xù)航能力，也提高了其的續(xù)航能力，也提高了其工作效率工作效率。航行器的航行器的“大腦大腦” 由于該航行器是無人由于該航行器是無人自主式的，所以，要自主式的，所以，要求其智能化程度必須求其智能化程度必須很高，具有自動(dòng)導(dǎo)航很高，具有自動(dòng)導(dǎo)航功能。功能。 整個(gè)控制系統(tǒng)采用智整個(gè)控制系統(tǒng)采用智能芯片、高速處理器能芯片、高速處理器等先進(jìn)科技設(shè)備組成。等先進(jìn)科技設(shè)備組成。 而且，采用高頻率的而且，采用高頻率的信號(hào)發(fā)散、接收裝置。信號(hào)發(fā)散、接收
11、裝置。便于航行器與海面的便于航行器與海面的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸。創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新點(diǎn) 采用穹形外觀，頂部呈流線型，這樣即減采用穹形外觀，頂部呈流線型，這樣即減小了水的阻力，分散了海水對(duì)航行器的壓小了水的阻力，分散了海水對(duì)航行器的壓力，又提高了其穩(wěn)性。力，又提高了其穩(wěn)性。 多機(jī)械式多機(jī)械式“觸角觸角”，360 度旋轉(zhuǎn)，便于安度旋轉(zhuǎn)，便于安裝各種探測設(shè)備，全方位了解探測環(huán)境。裝各種探測設(shè)備，全方位了解探測環(huán)境。 以核電池為主，蓄電池為輔，提高了續(xù)航以核電池為主，蓄電池為輔，提高了續(xù)航能力。能力。 采用噴水推進(jìn)裝置，改變了傳統(tǒng)的螺旋槳采用噴水推進(jìn)裝置，改變了傳統(tǒng)的螺旋槳式推進(jìn)裝置，降低成本，降低噪聲，減少式推
12、進(jìn)裝置，降低成本，降低噪聲，減少對(duì)海洋生物的影響對(duì)海洋生物的影響 多個(gè)噴水推進(jìn)裝置，且具有一定范圍的旋多個(gè)噴水推進(jìn)裝置，且具有一定范圍的旋轉(zhuǎn)能力，能夠靈活的運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)能力，能夠靈活的運(yùn)動(dòng)。性能預(yù)估及技術(shù)發(fā)展途徑性能預(yù)估及技術(shù)發(fā)展途徑 強(qiáng)度性能強(qiáng)度性能航行器具有抵抗海水壓力的的能力，航行器具有抵抗海水壓力的的能力，能夠承受深海內(nèi)的壓強(qiáng)。由于其外觀與水母相似，能夠承受深海內(nèi)的壓強(qiáng)。由于其外觀與水母相似，能夠分散海水的壓力，所以使其承載海水壓力增能夠分散海水的壓力，所以使其承載海水壓力增強(qiáng)。強(qiáng)。 運(yùn)動(dòng)性能運(yùn)動(dòng)性能壓載水艙來控制自身的沉浮，采用壓載水艙來控制自身的沉浮，采用噴水推動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)。噴水推動(dòng)裝置
13、運(yùn)動(dòng)。 探測識(shí)別性能探測識(shí)別性能航行器裝有旁側(cè)聲納和攝像頭航行器裝有旁側(cè)聲納和攝像頭及其他探測設(shè)備。及其他探測設(shè)備。 水密性能水密性能 正浮性能正浮性能航行器的下側(cè)設(shè)備重量大于頂部壓航行器的下側(cè)設(shè)備重量大于頂部壓載水艙滿載水量，使其能夠正常工作（符合載水艙滿載水量，使其能夠正常工作（符合solas公約對(duì)船舶建造的要求）。公約對(duì)船舶建造的要求）。 新型新型“仿生水母仿生水母”智能水下航行器作為智能水下航行器作為一種致力于海上搜救和探測設(shè)備，是人類一種致力于海上搜救和探測設(shè)備，是人類和平開發(fā)海洋和搜救采集信息不可或缺的和平開發(fā)海洋和搜救采集信息不可或缺的重要工具。是適應(yīng)重要工具。是適應(yīng)“以人為本以人為本”的科學(xué)發(fā)的科學(xué)發(fā)展觀，順應(yīng)社會(huì)科技發(fā)展的潮流和實(shí)現(xiàn)展觀，順應(yīng)社會(huì)科技發(fā)展的潮流和實(shí)現(xiàn)“海洋強(qiáng)國夢海洋強(qiáng)國夢”的利器。因此，近年來以的利器。因此，近年來以至于未來，無人水下航行器將倍受各國青至于未來，無人水下航行器將倍受各國青睞。將成為軍用、民用不可或缺的水下航睞。將成為軍用、民用不可或缺的水下航行工具。行工具。節(jié)能環(huán)保智能融合以人為本可建造性
新型“仿生水母”智能水下航行器
