作品名稱：水空無人機
學校名稱：臨沂大學
參賽隊伍：航點工作室
參賽學生：劉德華 王卓 田自強
指導老師：田相克 馬保聰
水空無人機屬于一個全新概念的飛行器，研究多棲飛行器涉及到空氣動力學、水動力學、材料學、結構力學等多學科先進技術，是一個很復雜的問題，本設計就這個概念進行了深入研究，在現代研究成果的基礎上創新，完善了水空兩用無人機目前存在的部分缺陷。
設計主要針對水空兩用無人機整體及驅動部分進行設計，對無人機的應用著眼到水下,通過相關資料及仿生學，并結合新型材料的應用，提出一種能用于空中飛行；能在海面等水域執行任務時潛入水中，進行水下勘測；能浮到水面并從水中飛到空中的無人機設計方案。這種機器可應用于未來多棲戰斗，森林防火，水底勘測，海上攝影等領域。重點對水空兩用無人機的核心——動力部分進行了折疊、仿青蛙游動的設計，改用水中所富含的氫及太陽能電池作為能源，使其動力更為持久。
未來戰場將呈現“一體”、“聯合”、“全維”等特點，多棲作戰武器，尤其是水空兩用設備的研究就變得至關重要。早在二戰中，各國軍隊便紛紛將高科技不斷融合于登陸工具，構想出了很多作戰中的神兵奇將;1958年到1962年間，美國人里德(Reid），康威爾(Convair)先后研制出第一種水下飛機以及新型水下飛機；90年代，美國又首次開始研制潛射無人機，先后研制了海上搜索者、鴻鵝、海上哨兵三型潛射無人機。
目前國內開展的多棲飛行器的研究主要是針對既能在陸地滑行，又能在空中飛行，還能在水面航行的飛行器的研究，關鍵技術研究并不充分，2012年，我國北京航空航天大學首次設計出了一款仿“鰹鳥”水空無人機，但從描述看，該機在原理上應與美軍鸕鶿海空兩棲無人機類似。
本次設計的水空仿生無人機以ROV為基體，通過動力系統的設計使其可以實現搭載ROV進行水下+空中作業，功能相對ROV的等級分為普通級和專業級：普通級是通過成本控制，使其面向低端市場如海上海下攝影、森林防火、海上巡邏等方面，并結合時尚元素對外形進行了設計；專業方面則主要承擔科學考察、勘測、水陸搜救、軍事作戰等任務。設計主要方向是科學考察無人機。
根據設計構想,需要對所設計的水空兩用無人機提出幾條基本要求:第一條是其體積必須盡量小，第二條是能夠完成從水面飛到空中、空中飛行，空中潛入水下、水下潛行的運動，第三條是要節能環保，且具有長時間續航能力，第四條是能夠完成水下勘測任務及飛行任務。
設計主要分為以下幾個部分：
1、勘測部分：主要由聲納、無線電收發裝置及外接設備組成。
2、機械手部分：安裝于機身下方，由剪切機械手，抓取機械手、液壓系統和采樣存儲籃組成。水下最大作業直徑為1.5m,分別實現了水下物體的剪切抓取和臨時存儲。
3、控制部分： PAC融合了PLC和IPC各自的優點，將IPC強大的計算能力、通訊處理、廣泛的第三方軟件與PLC可靠、堅固、易于使用等特性最佳地結合在一起，因此采用PAC作為水空仿生無人的智能控制系統。
4、動力部分：由水上折疊螺旋槳、太陽能電池、鋰電池及水下仿生動力、新型能源組成。
5、管路部分：管路主要以塑料管和不銹鋼無縫管組成，外部管采用焊接接頭，內部采用螺紋接頭。
6、壓載部分：由氣體控制水的流進流出來調節浮力，氣囊收放控制浮力及緊急上升系統。
7、照明部分：采用石英鹵素燈組加HID燈和HMI燈，保證無人機在前方7m范圍內視野清晰。
8、定位部分：設計參考 Honeywell 公司的 RS-505/DE 定位系統。它是一個短基線的導航系統。該系統的包括兩個分系統：一個是聲學定位指示器；另一個是精密導航信息處理器。
9、外形部分：在保留仿生結構的基礎上，采用蝌蚪的第二形態進行了擬人化，時尚性設計，搭配了多種配色方案。
