CMCV
主办单位：中国造船工程学会
学术媒体支持：水下无人系统学报
全国海洋航行器设计与制作大赛是面向全日制非成人教育在校生的综合性竞赛项目。经过十三年的发展，现已成为我国船舶与海洋工程领域内层次最高、规模最大、覆盖面最广的竞赛。2024年，大赛共吸引了386家院校和科研机构、2555支队伍、13559名师生参赛。最终评选出特等奖76个，一等奖165个，二等奖174个。
《水下无人系统学报》作为中国造船工程学会会刊，持续关注并积极推广该项赛事。为充分展示新时代大学生的创新思维和实践能力成果，不断激发青年创新团队科研探索热情，同时为公众了解海洋航行器设计魅力、普及相关科学知识和技术原理、促进知识的共享和技术传播广度，我刊官微特开设专栏展示参赛团队优秀获奖作品，如有感兴趣团队欢迎踊跃报名，感谢关注。
特等奖
获奖作品
B组 “夸父号”多元智充
长自持柔性仿蝠鲼航行器
团队简介
指导老师：卢丞一、潘 光
成员姓名：王国勋、贾庆森、王 悦、李 硕、杨璞霖
指导教师点评
西北工业大学 航海学院
卢丞一、潘光老师
夸父号多元智充长自持柔性仿蝠鲼航行器在多源自主俘能、柔性储能和能源系统数字孪生等方面展现出卓越的创新能力，为海洋环境监测、资源勘探等领域提供了新的技术支持，具有重要的应用价值。学生们在制作过程中不畏困难，克服重重难关，成功开发出这款具有长时自持能力的水下航行器，充分体现了扎实的专业功底与不断进取的探索精神。希望团队再接再厉，从电池材料与控制算法等方面入手，进一步完善夸父号的功能，为我国海洋科技的发展继续贡献力量。
采访实录
“夸父号”的设计亮点有哪些？
答：一是隐蔽式能源补给系统，采用多源自主俘能和分布式储能一体化协同工作机制，可实现AUV能源高效自补给、超长时隐蔽自持工作的目标；二是基于数字孪生仿真平台设计的柔性电池，可实现全生命周期滚动优化管理，显著延长了水下工作时间；三是独特的多模态滑扑一体式设计使其能在滑翔和扑翼模式间灵活切换，适应不同任务需求。
“夸父号”后续改进的方向有哪些？
答:一是能源效率优化方面，进一步提高太阳能电池板和海流能摩擦发电装置的转换效率，同时优化无线充电技术以适应更多样的水下环境；二是系统集成与小型化方面，致力于各子系统的紧密集成，减小整体体积和重量，提高AUV的机动性和隐蔽性。
获奖作品介绍
研究背景及意义
当前AUV在续航能力、能源供给、水下作业能力等方面仍存在诸多限制，难以满足长时间、大范围、复杂环境下的水下作业需求。本项目旨在开发一款多模态滑扑一体式仿蝠鲼水下自主航行器，通过创新性地结合岸基能源系统数字孪生仿真平台、抗应力可反复弯折的柔性电池储能技术，以及太阳能、海流能摩擦发电和无线充电的多元化能源供应系统，旨在突破传统AUV在能源供给、续航能力和环境适应性方面的瓶颈。此外，这种创新型AUV有望在海洋环境监测、海洋资源勘探、海洋生态保护等领域发挥重要作用，可用于海洋生态环境监测和保护，有利于加强海洋生态系统研究和保护，促进海洋可持续发展。
总体设计
本仿生多模态滑扑一体式AUV系统采用模块化设计，主要由深远海隐蔽式自主俘能-柔性储能一体化能源自补给系统、运动控制决策系统、运动执行机构系统三大核心子系统构成，实现了高度集成化和智能化。该自主水下航行器的总体构成如下图所示。
图 1 总体方案图
创新点
1.建立基于多物理场耦合的AUV能源系统数字孪生仿真平台，对AUV能源系统进行前期仿真设计。
2.结合3D打印技术和波浪抗应力结构，制备高性能异型动力锂电池和抗弯折柔性锂电池。
3.集成太阳能、海流能摩擦发电和海上无线充电平台，实现AUV多元化、可持续能源供给，大幅延长续航时间。
4.开发智能自适应能源管理系统，采用"低电先充-分布存储"策略和机器学习算法。根据AUV状态和任务需求实时调整能源单元工作状态，通过性能劣化模型和BMS监测优化能量分配，显著提高能源利用效率。
应用前景
1.利用仿生软体材料技术，实现AUV与海洋生物同游，展示其优秀运动控制能力和生物亲和性。可应用于海洋馆科普、基础教育和高等教育，支持国家海洋科教战略。
2.研究多种海洋可再生能源协同俘获及与AUV运动的匹配，实现持续能源输入。攻克可弯折柔性锂电池、深海储能等关键技术，解决AUV长时自持能源管理问题。
3.未来可应用于UUV，提高水下航行器推进效率、续航时间和航程。可用于海洋环境调查、地貌勘探和海洋牧场监测等场景，增强我国水下潜航器续航能力。
航行器图片/视频集锦
作品图片
实物图
视频展示
演示视频
动作演示
下水待机准备
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速览
《水下无人系统学报》是由中国船舶集团有限公司主管，西安精密机械研究所和中国造船工程学会联合主办的综合性学术期刊，现为中国造船工程学会会刊，中国科技核心期刊、JST、Scopus收录期刊，连续入选《科技期刊世界影响力指数（WJCI）报告》，以及中国科协航海领域、舰船科学领域、兵器科学与技术（武器工业）领域高质量科技期刊。主要收稿范围: 水下无人系统、水下信息网/系统、水下声学及非声探测、水下无人平台、水下预置系统、无人水下航行器（UUV）、无人水面艇（USV）、水中兵器、水下集群与跨域协同、有人-无人协同及水下作战体系等方面内容。
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