题目：基于仿生学的跨介质航行器系统化设计

        鉴于中国海洋权益保护的重要性日益增加，本课题在国家自然科学基金项目《仿鲣鸟跨海空界面航行的变结构设计理论研究》（批号：51005008）的支持下，研究多维海军作战侦察系统的开发问题。课题采用了仿生机械学、仿生设计学与交互设计学的研究理念，并以鲣鸟为仿生对象，设计研制“鲣鸟跨介质航行器”。课题进行中的主要研究工作如下：

        首先，对鲣鸟的入水行为进行实验研究，分别设计CFD入水仿真实验（实验一）与鲣鸟替代模型入水实验（实验二）。实验一研究了初始入水速度与鲣鸟形态特征对鲣鸟周身受力的影响，以及受力对入水深度的影响。实验二研究了入水高度、入水倾斜角与翅膀后掠角三个因素对鲣鸟翅膀根部枢轴入水受力的影响。

        其次，提出“鲣鸟跨介质航行器”系统概念设计方案。基于产品语意学设计产品的仿生语意，并根据自然界中鲣鸟的实际入水捕食过程，设计出跨介质航行器的运行过程与运作机理。同时，设计演示动画，直观表达产品的概念设计。

        再次，完成“鲣鸟跨介质航行器”的结构仿生设计。采用仿生机械学的设计理念对跨介质航行器的关键部分进行仿生设计，使其能够同时适应于空气与水两种环境。同时，完成结构样机的材料选择与样机性能测试，并完成外场试飞。

        随后，设计“鲣鸟跨介质航行器”的仿生外观造型。模仿鲣鸟卓越的流线型入水身形以及其它特征，设计出阻力小、线条流畅且美观的航行器壳体造型。同时，研究色彩工效学与材料学，进行恰当的壳体色彩设计与材质选择，在确保航行器壳体功能强度的同时，保证其隐蔽性以及自然亲和力。

        最后，秉承“以用户为中心”的设计方法，对航行器信息终端的交互方式进行设计。在分析出主要功能模块后，确定页面流程，建立信息架构。在页面布局设计的基础上进行产品的原型设计。原型设计为迭代设计，经历了多次的验证与修改，才完成了由低保真原型到高保真原型的设计过程。

        “鲣鸟跨介质航行器”设计方案的提出，为未来海军“海陆空天电五维一体化”作战模式的发展提供了更多可能性。它在无人侦察、空中物资运输，以及突击作战方面都具有广阔的应用前景，军事意义非比寻常。