全球首次，中国成功研发跨介质飞行器，哈尔滨工程大学水下机器人技术国家级重点实验室历时一年多，研发出两架既能上天也能入海的潜空跨介质航行器，分别命名为“长弓1号”“长弓2号”，在黑龙江省五常市龙凤山水库试飞成功，两款航行器分别采用了固定翼和折叠翼结构，均能够迅速跨越水空介质，在空中稳定飞行，在水下隐蔽航行，全过程全自主，无需人工控制。

这两款航行器类似两架小飞机，展开2.3长2.3m×翼展2m和长1.9m×翼展2.5m，既能在空中、水面、水下切换自如，还可以负重1千克，深潜100米，还可以通过搭载的高清摄像机与数传电台，完成大气边界层与海洋边界层界面观测。而在后续，哈尔滨工程大学研究的跨介质飞行器会进行多种用途的拓展，并且正式服役。

虽然之前中国也有科研团队完成了跨介质飞行器的实验，比如西安电子科技大学机电工程学院研发的跨介质飞行器，在90秒的试飞中，这架1.5公斤重的中国无人机在7次潜水和浮出水面后仍然完好无损，但这还是属于模型实验，而哈尔滨工程大学完成样机制造并且试飞成功，这还是全球首次，这已经具备了量产的可能性，这也说明了中国在跨介质飞行器技术上的成熟。

【资料图】

跨介质飞行器是什么

跨介质飞行器是指能够自主适应不同介质环境，可在单一介质环境下长时间飞行并可多次跨越介质界面，在不同介质环境下保持最优性能，从而完成作战任务的新型飞行器。该类飞行器结合了空中飞行器与水下航行器的优势，既能实现高速巡航、机动打击，又能实现长期续航、隐蔽突防；其作战空间包括临近空间、高中低空、水空交叉介质及水下空间。

其主要特点在于其可以实现近水面触浪滑跳飞行，在高海况环境下能够有效避免常规飞行器触浪造成的钻海或者弹道失控，极大地拓展了飞行器的使用环境。同时，其复杂弹道的特性又能够有效躲避掠海雷达的锁定和近程防御武器系统的拦截，从而具有高效突防打击能力和多重任务性，也被称为海战新利器。还可以进行执行侦查、监视、目标搜索、信息中继等多任务，军事科学家也在研发一些高速、远程导弹，可以像飞鱼一样在水中跳跃，以躲避军舰或航空母舰的防御系统。军事专家认为，它们将对现有的海军战术和战略产生重大影响；而在民事应用上，跨介质飞行器能够在桥梁检修、沉船救援、海底线路勘察等方面发挥重要功能。

技术难点是什么

这项技术的最大难点在于，空气和水是两种完全不同的介质，密度上的差距有近800倍，在入水初期，由于气/水密度的差异，瞬间会产生相当大的冲击载荷，使飞行器头部遭受短时间、高幅值的冲击波，冲击波在飞行器内部传播诱导飞行器头部发生塑性变形。

入水过程中，飞行器速度较快，舵面、翼面等关键结构表面会产生空泡，空泡的非定常演化及溃灭会在结构表面形成复杂的压力脉动，使结构发生显著的动态响应；与此同时，飞行器在穿越自由表面的过程中，浸水特性发生变化，这种变化会对结构自身的动态特性产生显著影响。

除此之外，因为空气和水是两种截然不同的介质，潜空跨介质航行器在不同环境介质中航行时，会受到未知的风、浪、流联合干扰，所受环境外力情况和相应动力学响应都有显著差异。

而飞行器在气/水两相界面周期运动，气/水耦合作用、介质变化造成载荷突变和入水冲击力等因素对跨介质飞行器滑跳弹道会造成诸多影响，因此针对滑跳弹道的研究对整个飞行器设计弹道的规划设计的可实现性至关重要。当然也存在动力系统、制导与控制技术、通信与导航技术等方面的技术难题。

需要说明的是，美国和中国研发的潜射无人机不能自主完成水下潜航，因此不是严格意义上的跨介质飞行器。

2005 年，洛马公司开展了潜射无人机鸬鹚的研制，并于2006 年11 月完成了溅落与回收验证试验。由于仅能依靠自身完成一次水-空介质跨越，鸬鹚无人机并不是严格意义上的跨介质飞行器，但它为之后的研究提供了有益借鉴。

2008 年，针对美国海军“由海向陆”作战需求，美国国防先期研究计划局（DARPA）提出了用于特种作战的潜水飞机研制计划，但是最终项目夭折。2012 年，麻省理工林肯实验室设计了一种采用折叠机翼结构的跨介质飞行器。该飞行器仅能完成空-水介质跨越，其折叠机翼结构不能很好适应空-水和水-空的双向介质跨越要求。

总结

而中国对于跨介质飞行器的研究最早开始于2010年，在短短十几年的时间里，取得如此大的突破，也说明了中国在此领域的深入布局。

一般认为，跨介质飞行器常用的变体方案包括折叠机翼、变后掠机翼及仿生扑翼等，但因为普遍面临着控制复杂、不能自主适应环境变化等问题，所以导致跨介质飞行器研发止步不前。而哈尔滨工程大学在设计之初，经过对多旋翼、倾转旋翼、固定翼等构型方案进行综合比对分析，团队最终确定固定翼飞行构型方案。而在研发过程中，团队又向折叠机翼发起挑战　最终，固定翼与折叠翼样机双双成功实现跨域航行，意味着融合空中飞行、水面游弋、水下巡航能力于一体的跨介质航行器技术取得重要进展。

目前只有中国掌握了这种技术，堪称全球首创，恰恰再一次证明了中国在世界无人机领域的“领头羊”地位，而随着中国在跨介质飞行器领域的深入，中国会在此领域取得更加突破性的成就。