美國約翰霍普金斯大學(The Johns Hopkins University)應用物理實驗室(Applied Physics Laboratory;APL)設計了一款能敖遊空中和水下的無人駕駛「空中水上載具」(UAAV),稱為「飛魚」(Flying Fish)。據該實驗室表示,這是第一架款使用固定三角翼設計的UAAV。

這架隱形戰機搭載三角形的機翼形狀,有助於提高結構剛度,並使其更易於潛水。根據APL研究人員表示,「飛魚」的三角翼有助於使無人機從水中浮起時的浮力最大化,迅速從水下直接轉換推進到飛行模式。

APL機器人研究員Joe Moore說:「目前已經有無人機可以在水下被釋放後漂浮至表面,然後以直升機式的推進器起飛,但是,我們設計的是第一架使用固定機翼而能在空中和水下航行的UAAV。」APL機器人研究員Eddie Tunstel和Robert Osiander與Moore共同進行這項計劃。

20170918_UAAV_NT02P1 APL機器人研究員Joe Moore正為「飛魚」UAAV進行檢測 (來源:Johns Hopkins' APL)

為了使這架「飛魚」UAAV成為可能,該研究團隊必須克服一些工程障礙。該設計需要在以電池供電的小型電動馬達上仔細地模擬螺旋槳上的可用功率。

這架無人駕駛飛機還必須緩慢地移動,才能讓機頭朝下飛行並持續在水下,然後讓機頭朝上地迅速加速至足夠的速度,實現每小時30英哩的最高速度起飛和飛行。

20170918_UAAV_NT02P2 當這架海空兩棲無人機的三角翼從水中浮現時,其浮力將增加到最大化 (來源:Johns Hopkins' APL)

Moore說:「我們的資金來自內部,但充份考慮到軍用潛艇得以進行隱形偵察的技術、在內陸飛行以調查清楚內陸湖中有什麼,或是在湖泊的許多地方之間飛行,快速採集現場樣本。」

過去幾個月來,該研究團隊在偵察期間安裝了慣性導航感測器、用於水下深度檢測的壓力感測器,以及水和空氣溫度感測器,以協助飛行器在空人與水下模式之間進行轉換。該原型機採用德州儀器(Texas Instruments;TI)內建Omap處理器的控制板,以及內建Atmel AVR核心的Atmega32u4子板,以處理感測器與高階繪圖。

該研究團隊正為Omap處理器編寫自動駕駛軟體,讓用戶指派「飛魚」得以自主執行的高階任務。該團隊還希望為這架無人機的機翼加裝太陽能池,使其於執行任務期間,在登陸或漂浮於水面時都能進行充電。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Sea-to-Air Drone Goes Stealth,by R. Colin Johnson)