佛羅裏達中央大學 (UCF) 的研究人員正在開創一種新方法，以應對無人機技術中最複雜的挑戰之一：使無人飛行器 (UAV) 能夠無縫地從水下轉換為空中飛行。該研究獲得美國陸軍作戰能力發展指揮部 (DEVCOM Army Research Office) 的資助，UCF 團隊的九個月研究可能為國防和民用應用帶來變革性進展。
負責研究的航空工程副教授 Samik Bhattacharya 和研究生 Dominic Polidoro ’25 正在這一領域中處於前沿。他們專注於 “egress”——無人機機翼在水中瞬間升出水面進入空中的過程。雖然自然界中鳥類或魟魚從海洋跳出來看似簡單，但機器的動力學要複雜得多。該團隊利用數學建模和實驗相結合的方式，分析無人機機翼在此過渡過程中所受的力如何變化。
他們的實驗依賴於 3D 列印的機翼和 UCF 實驗流體力學實驗室中的專用水槽，捕捉機翼破水而出的高速互動。
UCF 團隊的研究將推動無人機技術的發展
初步研究結果突顯了一個主要的技術挑戰：當機翼離開水面時，產生的升力並不是平穩增加的。相反，它會突然上升——研究人員稱之為 “升力超過”——然後急劇下降，最終穩定下來。這種迅速的波動可能會使無人機失去穩定性，威脅到在實際任務中的控制和可靠性。Bhattacharya 博士指出：“無人機從水過渡到空中時，升力的突然變化可能導致不穩定和失控。理解並最終減輕這些力是創造堅固的兩棲無人機的必要步驟。
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雖然美國陸軍的興趣顯而易見——兩棲無人機可以在偵察和快速部署中提供新的能力，但這項研究的影響範圍廣泛。這些無人機可以徹底改變沿海的搜尋和救援行動，協助災難應對，並通過在水面和空中之間輕鬆移動來增強海洋監測。Bhattacharya 預見未來：“在十年內，兩棲無人機將在空中和水中穩定運作，具備更高的有效載荷能力和自主能力，遠超目前的技術。”
UCF 團隊的研究涉及對表面變形、波浪生成和渦流脱落的詳細分析——所有這些現象在無人機出水時都會在毫秒內發生。他們的工作最近在 2026 年美國航空航天學會 (American Institute of Aeronautics and Astronautics) SciTech 會議上展示，引起流體力學和無人機設計專家的關注。隨著研究的推進，新的數學模型和實驗數據預計將指導下一代兩棲無人機，使其在水與空中的穩定和可控過渡成為現實。
