作者:杨琪 来源:中国科学报 发布时间:2014/11/3 9:51:03
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中科院沈阳自动化所:水下滑翔机远航大海

 水下滑翔机

克服两次台风的影响,在海上参试人员和岸基监控人员的共同努力和坚持下,中科院沈阳自动化所自主研发的水下滑翔机海试突破1000公里,顺利完成了预定的试验任务,这一成果再创国内新纪录。

■本报记者 杨琪

10月15日,中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称沈阳自动化所)研制的水下滑翔机在南海结束了为期一个多月的海上试验,完成了多滑翔机同步区域覆盖观测试验和长航程观测试验。

“在此次长航程试验中,我们研发的水下滑翔机海上总航程达到1022.5公里,持续时间为30天,创造了我国深海滑翔机海上作业航程最远、作业时间最长的新纪录。”沈阳自动化所研究员俞建成告诉《中国科学报》记者。

新型水下机器人

水下滑翔机是一种新型水下机器人。和空气一样,海水也属于流体——好比滑翔机依靠上升气流,水下滑翔机以浮力作为航行驱动力,在海里自由滑翔航行,能在水下长时间地四处巡游,并完成各种观测任务。

近年来,水下滑翔机成为国际上的研究热点,与海洋科学的发展息息相关。水下滑翔机的最初概念是在上个世纪由美国最先提出,1995年以来,在美国海军研究局(ONR)资助下,美国先后研制出Slocum、Sea Glider和Spray等多种以电池为能源的水下滑翔机,并且实现了产品化。

日本科学家也在制造水下滑翔机。他们研制出了一款小型、低成本且具有独立的可移动机翼的滑翔机,同时还开发了一款以太阳能为动力的水下滑翔机。

水下滑翔机属于海洋高技术装备,美国对我国进行了技术封锁。记者了解到,沈阳自动化研究所研制的水下滑翔机具有完全自主知识产权,在低功耗控制器、高效率执行机构和航向控制技术等方面具有自己特色,滑翔机航行控制系统具有更强的处理能力和更好的可扩展能力。

首次远航

今年9~10月,俞建成率队完成水下滑翔机海上试验。这是他们首次在真实海上环境条件下验证滑翔机系统的续航能力。科研人员通过岸基监控中心控制两台滑翔机在设定的55公里×55公里的正方形观测轨迹执行同步观测,初步验证滑翔机系统的远程控制协同观测能力。

“长航程观测试验目的是要在真实海洋环境条件下考核滑翔机系统的续航能力和系统的可靠性。滑翔机在长航程试验中无故障工作了30天,完成了229个1000米深剖面观测。”俞建成说。

水下滑翔机的研制由国家“863”计划项目和科学院先导专项共同支持,试验时间将依据项目研究进度计划,并综合考虑海况条件和船时确定。

这次海试并非一帆风顺。记者了解到,滑翔机海上试验过程中,需要岸基监控中心保持24小时值班监控,而此次试验时间跨度长,超过一个月,岸基值班人员的工作负担较重。另外,在试验初期十天内就遭遇了两次台风,影响了试验计划,同时也给参加海试人员的心理造成一定影响。

“尽管如此,在海上参试人员和岸基监控人员共同努力和坚持下,我们顺利完成了预定的试验计划任务,取得了突破性试验结果。”俞建成说。

新任务新目标

今年,沈阳自动化所的科研人员给水下滑翔机研制项目制定了新的任务目标——通过大量海上试验对滑翔机的主要技术指标和系统可靠性进行验证。比如,今年春季,科研人员进行第一次海试,主要是对滑翔机速度指标、深度指标和基本观测功能进行测试,并进行断面观测试验;6月份,他们再次试验,目的就是进行区域覆盖观测试验,验证滑翔机在复杂海流环境条件下执行区域覆盖观测的有效性。

俞建成介绍说,沈阳自动化所在今年内对水下滑翔机先后完成了3次海上试验,滑翔机海上累计工作天数达到80天,累计航程达到2400多公里,累计观测剖面数超过600个。

“通过多次海上试验全面考核了沈阳自动化所研制滑翔机系统的可靠性和稳定性,达到了实用化水平,为后期推广应用打下了坚实基础。”他说。

接下来,他们将结合观测任务推进滑翔机的海上试用和应用。俞建成表示,水下滑翔机作为一种新型海洋观测平台,其发展空间非常大,未来重点发展方向包括大深度滑翔机、更长续航力滑翔机,以及基于滑翔机的自主海洋观测技术等。

《中国科学报》 (2014-11-03 第6版 进展)
 
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