瞄准火星探测:哈工大研发“可飞可滚”两用机器人

我是空天龙传人 2025-02-12 05:00:56

戍天九思原创第866期

据2月10日央视军事报道,哈尔滨工业大学航天学院最新研发出来的无人机,又叫空地两用机器人,原型机重量只有300克,相当于一个苹果,可以轻松在地面滚动,也可以随时起飞,跨越障碍。它具有双轮或球形等多种形态,可以适应不同环境和地形,还可以加载机械手,执行任务。

瞄准火星探测任务能滚能飞

瞄准火星探测等特殊的任务场景,空地两用无人飞行器在设计上既要轻盈小巧、自由起降,还要做到尽可能的低功耗。团队解决了一系列技术难题。

哈尔滨工业大学航天学院博士研究生朱益民介绍:

在地面时,它可以通过由伺服电机控制的重心摆动,像不倒翁一样在地上进行中心转移,实现向前的滚动。

在空中时,主要是依靠一对方向相反的共轴旋翼,共轴旋翼又由舵机实现了前方方向的调整,来进行力矩跟力的控制,最终可以实现稳定飞行。

该团队已经研发了多款不同构型的空地两用机器人,通过贴地滚动的方式移动,节约动力、降低能耗,续航时间可达同尺寸无人机6倍以上。同时,通过模块化、轻量化的结构设计方案,空地两用机器人还能够针对监测、探伤、维修等任务要求进行功能扩展。

团队介绍,因火星上有稀薄的空气,已有火星飞行器在星表探测中尝试应用,目前,空地跨域原型机器人已经完成了原型设计,有望在功能和续航等指标上超越已知同类火星飞行器。

哈尔滨工业大学航天学院教授张立宪介绍:“未来,我们希望能够在火星上实现,中国的具有空中和地面两种模态运动能力的火星空地跨越无人机,来实现更高续航、更多时间去观测。”

6倍以上续航:军事应用潜力巨大

笔者认为,尽管该飞行器目前主要定位为深空探测设备,但其低功耗与长续航、跨域运动、模块化扩展、协同控制等特性,为军事应用提供了广阔想象空间。具体来说,可能有六大军事应用潜力。

一是战场侦察与监视。该飞行器结合地面滚动与空中飞行的双模态能力,可在复杂地形(如山地、废墟或城市环境)中灵活切换移动模式,执行隐蔽侦察任务。其伺服电机控制的重心摆动系统可在地面稳定滚动,而共轴旋翼设计支持低噪音飞行,适合近距离情报收集。此外,超长续航(是同尺寸无人机的6倍以上)和轻量化结构,使其能够长时间执行战场监视任务。

二是地下/密闭空间探测。采用低频磁场测距测向技术,可在高遮挡环境(如地下或城市建筑群)中保持导航精度,避免依赖GPS信号。通过贴地滚动降低能耗的特性,可应用于地下工事、隧道或敌方掩体的探测。研发团队明确提到其适用于“井下煤矿、地下管廊、地铁等环境”,推测在军事中可用于探查敌方地下设施或核生化污染区域,降低人员风险。

三是通信中继与干扰。模块化设计使其可扩展功能,如加装通信设备后,可作为小型中继节点,在复杂电磁环境中为部队提供临时通信支持;若搭载干扰模块,则可对敌方短程通信系统实施局部干扰。

四是协同作战与集群应用。结合多无人系统协同技术(如协同定位、编队控制),该飞行器可与其他无人机或无人战车组成集群,执行分布式侦察或饱和式攻击任务。例如,通过协同SLAM(同步定位与地图构建)技术,集群可快速绘制战场三维地图并规划攻击路径。

五是特种作战与目标打击。其轻巧体积和低噪音特性适合特种作战中的隐蔽部署。虽然当前设计未提及武器挂载,但未来通过功能扩展,可能用于精准投送小型爆炸装置或执行定点破坏任务。

六是可适应高原、沙漠极端战场环境。共轴旋翼设计在火星稀薄大气中的飞行能力,意味着其可在高原、沙漠等极端战场环境下遂行任务。

未来,通过集成电子战设备或微型武器系统等军事专用模块,就可在侦察、渗透、集群作战等领域发挥重要作用。

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