项目介绍
”海鸟”飞行器产品以跨介质航行作为核心目标，其航行环境涵盖液相、半液半气相、液气相互转换及气相。产品团队致力于解决飞行器在气相与液相转换过程中的关键问题，如潜入水中与浮出水面的航行环境切换。在设计过程中，需兼顾气相飞行时的安全性与效率，以及液相航行时的低阻力与低排水量要求，同时还要考虑水面起飞时的起滑脱水效果。
为了实现上述目标，产品团队制定了详细的研发计划。
首先，使用三角翼薄翼型构型对小型固定翼机翼进行优化，获取更高的飞行器单位体积的升力产生值，提升跨介质能力。通过建立评价因子，对三角翼薄翼型构型飞行器的跨介质能力进行评估，并与矩形翼构型进行对比分析，验证新构型的优势。三角翼构型利用前缘脱体涡形成的涡升力，在低速巡航阶段维持稳定的升力输出，同时在水下工作阶段以薄翼型减小排水量，实现无辅助出入水装置的高效跨介质能力。与常规矩形翼相比，三角翼薄翼型设计在跨介质效率因子和机动性因子上均表现出显著优势。实验研究表明，三角翼甚至可以在有额外机身负载的情况下以最大升阻比对应攻角飞行，并自然沉入水中。其跨介质效率因子和机动性因子均显著优于矩形翼构型，这主要得益于三角翼薄翼型构型体积小、升力系数线斜率大以及失速攻角大等特点。
其次，产品团队设计了可控攻角水翼组件及其协同机制，与飞行器的动力模块、俯仰调节模块进行耦合，优化结构并提升出水升力效率。水翼组件的设计灵感来源于水翼船，采用倒T型全浸式水翼布局，配合三角翼机身构型，采用前一后二的布局。这种布局不仅能减少额外的出入水结构件设计，还有助于提升波浪环境下飞行器起飞时的稳定性。通过精确控制水翼的攻角，飞行器能够在水下航行时获得负升力，实现水下定深与操稳。在出水过程中，水翼与主操纵面的协同作用，配合动力模块的加速，使得飞行器能够快速抬离水面，减少起飞过程中的能量损耗，提升起飞效率。
跨域飞行器核心技术体系里，一体成型复材机翼是关键突破点，攻克抗跨域冲击难题，全方位提升性能，重塑跨域作业效率与成本格局，推动其从“能作业”进阶到“高效、经济作业”。工艺上，借一体成型碳纤维复材结构，优化成本、简化流程，为规模化生产奠基；经“跨介质转换、高速扎水”测试，验证其轻量化、高刚度等特性，解决传统机翼顽疾，实现作业瞬间响应、姿态稳定；这些突破拓宽应用场景，适配海洋应急监测、军事侦查等，借低成本优势助力海洋生态监测，以性能支撑多元任务，推动跨域飞行器实用化发展。
最后，产品团队开展了风洞测试与水槽实验，对三角翼与水翼的性能进行深入研究。在风洞测试中，通过模拟不同风速和攻角条件下的气流环境，测量三角翼的升力、阻力等性能参数，验证其在空中飞行时的气动性能。实验数据表明，三角翼在低雷诺数下具有较高的升力系数和较好的升阻比特性，能够满足低速巡航阶段的升力需求。在水槽实验中，通过模拟水下航行环境，测试水翼组件在不同流速和攻角下的升力和阻力性能，评估其在水下航行时的流体动力性能。实验结果表明，水翼组件能够在水下提供足够的升力，有效提升飞行器的稳定性和操控性。
同时，产品团队利用计算流体动力学（CFD）模拟对飞行器在不同介质中的航行性能进行预测与优化。通过建立飞行器的三维模型，模拟其在空中和水下的流体流动情况，分析流场分布和压力变化，为结构优化和性能提升提供理论依据。经过多轮迭代优化，飞行器在跨介质航行时的性能得到了显著提升，确保了其在实际应用中的可靠性和高效性。
