6329米!中國深海滑翔機“深潛世界第一”

6329米!中國深?；铏C“深潛世界第一”

“海翼”號深?；铏C

近日，由中科院沈陽自動化研究所自主研發(fā)的“海翼”號深?；铏C，在馬里亞納海溝完成了深度下潛觀測任務(wù)并安全回收，其最大下潛深度達到了6329米，刷新了世界紀(jì)錄，為我國深淵科考提供了新的科考手段。

6329米，刷新世界紀(jì)錄

據(jù)中科院沈陽自動化研究所研究員、水下滑翔機研究項目負(fù)責(zé)人俞建成介紹說，今年1月15日我國“探索一號”科學(xué)考察船從海南三亞啟航，開赴馬里亞納海溝、雅浦海溝執(zhí)行深淵科學(xué)考察和裝備試驗任務(wù)。

中科院沈陽自動化研究所的研究人員隨船攜帶“海翼”號水下滑翔機開展試驗。這個最新款的深?；铏C長3.3米，翼展1.5米，重140公斤，設(shè)計下潛深度7000米。

隨船出海奔赴馬里亞納海溝的中科院沈陽自動化研究所副研究員金文明說，當(dāng)接收到下潛深度6329米這個數(shù)據(jù)的時候，大家都非常激動?！拔业耐律踔翚g呼起來了。其實我的內(nèi)心還是比較緊張的，因為就在同一個海域，去年我們的一臺水下滑翔機在挑戰(zhàn)6000米深度的世界記錄時與母船失去了聯(lián)系。現(xiàn)在‘海翼’號成功打破了世界記錄，并安全地回收到甲板上”。

金文明說，“海翼”號水下滑翔機一共進行了12次下潛工作。在前半段實驗中，“海翼”號經(jīng)過6次的下潛，歷經(jīng)了44.5小時，在深度上達到了6082米，水平航行距離達到了67公里。實驗過程中，“海翼”號狀態(tài)良好，并顯示出了在復(fù)雜海流及惡劣海況下良好的航向保持和數(shù)據(jù)交互能力。

在前試的基礎(chǔ)上，科考隊決定再進行兩次超越6200米深度的試驗，并制訂了“突破世界紀(jì)錄5%”的目標(biāo)，即下潛目標(biāo)深度設(shè)定為6300米，進一步檢驗“海翼”號的運行性能。

至此，“海翼”號的觀測任務(wù)已經(jīng)完成，累計工作87小時48分鐘，累計航行134.6公里。

能進行水體觀測的水下機器人

俞建成說：“從本質(zhì)上說，水下滑翔機是一種水下機器人，主要是用來收集海水水文參數(shù)信息的。”這種新型水下機器人具有低功耗、長續(xù)航力、高靜音等特點，可以對特定海域進行高精度大范圍的水體觀測，能夠有效提高海洋環(huán)境的空間和時間測量密度，是現(xiàn)有水下觀測手段的有效補充。

俞建成說：“未來它可以用于為海洋環(huán)境預(yù)測預(yù)報提供實時的現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)、海上環(huán)境現(xiàn)場測量評估、特殊海洋現(xiàn)象科學(xué)研究等?！?/p>

當(dāng)今世界的海洋觀測技術(shù)主要包括天基、?；退乱苿尤N。

天基海洋觀測是將航空和航天遙感技術(shù)應(yīng)用于海洋觀測的技術(shù)手段，這種觀測技術(shù)一般只針對海洋表面物理特征進行觀測。

?；Ｑ笥^測是一種基于海洋測量船、浮標(biāo)以及潛標(biāo)的觀測技術(shù)，由于這類觀測平臺沒有空間上的自由度，因而觀測效率不高。

現(xiàn)在科學(xué)家普遍認(rèn)為比較有前景的觀測技術(shù)是水下移動海洋觀測技術(shù)。這種技術(shù)引入了移動觀測平臺，提高了海洋觀測范圍和效率。

前進動力來自“肚子”里的“魚鰾”

值得注意的是，在水下，“海翼”號滑翔機前進時的軌跡可不是直線，而是像海豚游弋時那樣是沿著“之”字形的軌跡向前航行。之所以這樣是與它的動力系統(tǒng)有關(guān)。我們平時看到的船舶大都是依靠船下的螺旋槳旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力前行。

在動物界，魚類是通過尾部的擺動前行，鴨子是靠腳蹼上下打水游動。而“海翼”號很特殊，它沒有螺旋槳，體外也沒有其他動力裝置。它的動力全部來自“肚子”里的一個類似“魚鰾”一樣的油囊，通過吸油和排油改變自身的浮力，同時借助于大翅膀和改變自身重心而提供前進動力的。當(dāng)滑翔機需要下潛的時候，“魚鰾”就縮小，浮力減小，同時肚子里的電池向前移動，使得整體重心前移，水下滑翔機就頭部朝下進行滑翔，下降過程中在翅膀的幫助下，會產(chǎn)生一個向前的推力，這樣滑翔機就有了水平方向上的速度。當(dāng)需要上浮的時候，“魚鰾”就會鼓起來，浮力增大，同時電池向后移動，這樣就會抬起頭上浮，翅膀使得滑翔機在上浮的過程中可以向前跑。在不斷的下潛上浮過程中滑翔機實現(xiàn)折線前進。

也正是因為這樣的特性，所以滑翔機在水下的運動軌跡是W形狀，因此續(xù)航能力非常長。

堅守13年，一步一個腳印

“海翼”號是一步一個腳印向世界紀(jì)錄沖擊的。

我國水下滑翔機的研究起步較晚。由于西方國家在水下滑翔機技術(shù)上對我國實行封鎖，我們只能自主研發(fā)。

中科院沈陽自動化研究所是從2003年起持續(xù)開展水下滑翔機研發(fā)工作，突破了系列關(guān)鍵技術(shù)，于2005年研制出我國首臺水下滑翔機原理樣機，2008年研制出工程樣機，2009年在南海完成海上試驗。

13年來，中科院沈陽自動化研究所已研制出了淺海、深海等不同型號的水下滑翔機20余臺套，工作深度有300米、1000米、7000米的三種水下滑翔機，分別承擔(dān)不同的使命任務(wù)。這些水下機器人被命名為“海翼”系列。

2014年9月，1000米級的“海翼”在南海長航程試驗中航程達到1022.5公里，持續(xù)時間30天，創(chuàng)造我國水下滑翔機海上作業(yè)航程最遠、作業(yè)時間最長的紀(jì)錄；去年7月，7000米級的“海翼”又創(chuàng)造了我國最深下潛5751米的紀(jì)錄。

今年2月，7000米級“海翼”又創(chuàng)造了世界最深下潛紀(jì)錄——6329米。此次“海翼”號水下滑翔機搭載“探索一號TS03航次”在馬里亞納海溝共完成了12個周期的觀測任務(wù)，其最大下潛深度是截至目前我國乃至世界上安全下潛深度最大的水下滑翔機。

（《科技日報》2017.3.21）