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新型水下机器人——水下滑翔机引领我国深海无人装备发展

 

海洋环境立体监测,是为了收集详细的海洋环境信息,这些信息对于军事行动意义非凡。长期以来,不乏潜艇因为误判海底地形撞上海山导致严重受损,乃至酿成艇毁人亡的事故。另外,水文信息也是反潜战和潜艇破交战中不可或缺的一环。

目前,“水下滑翔机”的最主要任务,就是进行海洋环境监测,尤其是进行水文环境测绘,在军事上有很大的应用价值。

水下滑翔机:

水下滑翔机是一种新型的水下机器人。由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进力,能源消耗极小,只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源,并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。

水下滑翔机

水下滑翔机的航行速度较慢,但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点,满足了长时间、大范围海洋探索的需要。

水下滑翔机静音性能好,比较难发现,隐身性能很强,如果把它的体积做大,就能携带更大的传感器,能探测到距离更远的水雷和潜艇,甚至可以携带武器。安排其在舰艇周围活动,将及时洞悉来袭潜艇方位,可以在第一时间通知舰艇规避,或实行先发打击,极大地提高我军舰艇生存能力。

中国深度刷新世界纪录

近日,中国自主研发的海燕-4000”米级水下滑翔机和“海燕-10000”米级水下滑翔机宣布在马里亚纳海沟完成了潜海测试。根据纪录分析,最深的潜水深度达到8213米——近万米的水下滑翔机的研制成功,刷新了世界纪录!

水下滑翔机

水下滑翔机“海燕”的研发:

天津大学水下机器人团队研发的“海燕”水下滑翔机身轻体瘦,灵活轻盈。“海燕”长2.3米,直径0.2米,排水量70公斤,滑翔速度可以达到0.5至1节,定深航速可达3节,相当于水下1秒钟内滑翔1.5米。

水下滑翔机

面对国外的技术限制与封锁,天津大学水下机器人团队不断探索,终于发现一种石蜡作为保证海燕续航里程的材料。

“海燕”是一项坐了十几年冷板凳的“风险”项目,在2011年获得“863计划”立项之前,未获其他资助,只靠做别的项目“打零工”解决经费。2006年,他们首次申请“863”失败,但这并不影响“海燕”团队的干劲儿。设计水深1500米,他们通常在2000米水深下打压,并且对打压次数也极为较真,少做一次实验,都感到“不踏实”。

深海关键技术与装备领域的研究不能仅在实验室进行,为了检验实践效果,团队成员每年有100多天都是野外作业,“漂”在海上,待在海边,陪着“海燕”成长。

作为中国第三代水下滑翔机,“海燕”凭借灵活小巧的身姿,可以较长时间地跟随海洋动物,与鲸共舞,获取数据。其负载能力为5千克,能通过扩展搭载声学、光学等专业仪器,成为海底的“变形金刚”,在海洋观测和探测领域大显身手。

水下滑翔机“海燕” 迎击“天鸽”

强台风“天鸽”自2017年8月20日在太平洋生成,于8月22日下午至23日经过南海北部海区,台风中心区最大浪高接近10米,风速达到12-14级。位于台风影响范围的多台“海燕”水下滑翔机联动协作、快速出击,至台风逼近时,海燕滑翔机距离“天鸽”中心仅约十公里,实现了台风路过的全程观测。在观测过程中,通过对台风轨迹的实时预判,积极部署,海燕自动优化并调整航路,在台风区开展高频次的剖面测量,获得台风下的海洋温盐、流速等参数信息。研究团队还积极开展8月24日生成的台风“帕卡”的观测,多台滑翔机在8月26日也成功获取了“帕卡”过程中的多种海洋动力环境参数。

水下滑翔机具有能源消耗少,续航里程远,能够水下实时传回数据的特点。水下滑翔机等深海无人装备,对我国有重大意义。在“中国深度”取得突破的背后,有无数的科研人员一直默默奉献,不断突破、创新。未来,“海燕”将带着中国海洋人的梦想,到更远更深的大洋解开一个个深海之谜。

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