海龟独特的柔性前肢水翼法推进作为水中生物推进方式之一，具有灵活性好、噪声低、涡流利用率高、姿态控制独特等优点，将其应用于小尺寸、低雷诺数下的微小型水下航行载体推进中，对于探索水下新型驱动方式，提高载体隐蔽性和灵活性具有重要的研究意义和使用价值。当前，海龟水翼法推进技术研究刚刚起步，其中关于水翼柔性推进技术和协同推进技术的研究均未充分展开，而这些技术正是水翼法推进具有高效率、低噪声优势的重要原因，研究水翼柔性推进技术和协同推进技术对于认识和掌握水翼法推进机理、加快水翼法推进水下载体技术实用化进程具有重要价值。本文从水翼法推进机理研究出发，对海龟水翼柔性推进技术和水翼协同推进技术进行研究，在此基础上研究水翼法推进仿生载体技术，并通过实验研究验证水翼法柔性推进性能和水翼协同运动控制方法。研究海龟水翼法推进机理及其力学特征。通过生物原型活体实验，获取海龟形态学和运动学参数，发现海0龟水翼周期性运动可分为拍旋和位旋两个自由度，并可利用伯努利双纽线描述其翼尖的“8”字形运动轨迹，利用简谐运动方程建立水翼拍、位旋运动模型。基于水翼运动模型，进行水翼运动数值模拟实验以研究其外部受力和流场结构变化，发现水翼近肩处阻力占优，远肩处推力占优，且其尾迹中出现了反卡门涡街。利用生物解剖学，进行水翼骨骼和肌肉力学分析，研究水翼骨骼粘弹特性，并发现水翼运动时肌肉处于等张收缩状态。研究海龟柔性水翼仿生推进技术。基于水翼运动机理解析，研究水翼运动的驱动力、形变特性、流场结构等，推算出水翼尾涡脱泻的St值位于0.2～0.45之间，Re数位于3×102～4.5×104之间，且后缘涡的加速脱泻和前缘涡不脱落是水翼获得高升（推）力的重要原因。研究水翼粘弹本构特性，发现4参数线性粘弹模型可较好地拟合水翼后缘软组织粘弹性特征，在此基础上研制半骼式仿生柔性水翼模型，并对其进行组织模态和数值模态分析，研究仿生柔性水翼形变量、形变速度和形变应力等。基于水翼法推进机理，研究水翼法推进仿生载体技术。以生物原型为仿生对象，研制仿水翼法推进实验样机，进行实验样机运动空间受力分析，发现样机直航运动中将受到一个垂向力干扰，双翼转艏相比于单翼转艏在提高艏向力矩同时也增加了横倾力矩。研究实验样机水池实验所受合外力，利用矩阵广义变换和牛顿—欧拉方程，获取样机空间运动方程，为提炼样机动力学模型提供基础。基于仿生水翼运动模型，进行样机水翼运动数值模拟实验，发现水翼拍旋角速度ω1和位旋角度β对于调节水翼推力具有重要作用。针对水翼协同运动特点，研究水翼协同推进技术。研究海龟水翼协同运动机理，得出双旋协同运动可缝合水翼尾涡涡带，双翼协同运动可防止聚集涡干扰的分析结论。针对水翼协同运动特点，研制了实验样机水翼协同运动控制系统，提出水翼双旋协同分段式控制方法和双翼协同角速度在线调节方法，实验验证了这两种方法可较好地实现水翼双旋协同控制和双翼协同控制。为验证柔性水翼推进性能，进行实验样机静态水池实验研究。构建水池实验环境，进行样机水翼协同推进实验，验证了水翼双旋协同推进可增加样机纵向推力、双翼协同推进可提高样机运动效率的分析结论。进行样机直航运动实验，表明水翼拍旋角速度ω1和拍旋角度a对样机直航速度呈单调递增影响趋势，而位旋角度β对样机速度呈先扬后抑的影响趋势，验证了样机受力分析和水动力数值模拟的结果；进行样机转艏运动实验，表明样机艏向速度随水翼拍旋角速度ω1值的增大而非线性增加，同时验证了双翼反向差动转艏相比于单翼转艏可提高艏向速度、压缩转艏半径和降低运动稳定性的分析结论。进行半骼式柔性水翼和全骼式刚性水翼推进性能对比实验，表明柔性翼相比于刚性翼的增推作用只有在较高ω1值拍动时才能体现，但柔性翼在速度减振方面的作用却一直存在且愈加明显，验证了柔性水翼可改善水翼法推进性能的分析结论。