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中国水下滑翔机下潜6329米 打破世界纪录

2017-03-23 08:43 中国网  

破纪录了!马里亚纳海沟传来喜讯:“海翼”号7000米级水下滑翔机成功下潜至6329米,打破了由美国科学家创造的水下滑翔机最大下潜深度6003米的世界纪录。听到这个消息,整个实验室沸腾了。

海洋占据着地球总面积的71%,“海翼”号水下滑翔机就是人类探索海洋的好伙伴,这次突破,对于我们探测、了解和利用这片神秘的水世界又迈进了一大步。要知道,下潜深度超过6000米也就意味着可以对世界上97%的海域进行观测。

下面聊聊“海翼”。

“海翼”(Sea-wing)是中国科学院沈阳自动化研究所的科学家们自主研制的系列水下滑翔机的统称,包括工作深度300米级、1000米级和7000米级等多种不同作业深度的水下滑翔机,分别承担不同的任务,拥有完全自主知识产权。这次打破世界纪录的,就是其中的7000米级水下滑翔机。

“海翼”号7000米级水下滑翔机海上试验

水下滑翔机单从外形上看比较简单:一个圆筒形状的身体上长着一对翅膀,像一个小飞机,屁股后面还拖着长长的尾巴(天线)。是不是感觉少了点什么?其实水下滑翔机的驱动原理和常规的水下机器人是不一样的,它没有螺旋桨推进装置。那它是怎么在水下运动的呢?

破纪录了!马里亚纳海沟传来喜讯:“海翼”号7000米级水下滑翔机成功下潜至6329米,打破了由美国科学家创造的水下滑翔机最大下潜深度6003米的世界纪录。听到这个消息,整个实验室沸腾了。

海洋占据着地球总面积的71%,“海翼”号水下滑翔机就是人类探索海洋的好伙伴,这次突破,对于我们探测、了解和利用这片神秘的水世界又迈进了一大步。要知道,下潜深度超过6000米也就意味着可以对世界上97%的海域进行观测。

下面聊聊“海翼”。

“海翼”(Sea-wing)是中国科学院沈阳自动化研究所的科学家们自主研制的系列水下滑翔机的统称,包括工作深度300米级、1000米级和7000米级等多种不同作业深度的水下滑翔机,分别承担不同的任务,拥有完全自主知识产权。这次打破世界纪录的,就是其中的7000米级水下滑翔机。

“海翼”号7000米级水下滑翔机海上试验

水下滑翔机单从外形上看比较简单:一个圆筒形状的身体上长着一对翅膀,像一个小飞机,屁股后面还拖着长长的尾巴(天线)。是不是感觉少了点什么?其实水下滑翔机的驱动原理和常规的水下机器人是不一样的,它没有螺旋桨推进装置。那它是怎么在水下运动的呢?

 

“海翼”水下滑翔机是依靠自身的浮力驱动。在滑翔机的肚子里安装有一个类似于鱼鳔的油囊,而且肚子里的电池也可以前后移动。当滑翔机需要下潜的时候,“鱼鳔”就缩小,浮力减小,同时电池向前移动,使得整体重心前移,水下滑翔机就头部朝下向下滑行,下降过程中在翅膀的帮助下,会产生一个向前的推力,这样滑翔机就有了水平方向上的速度。当需要上浮的时候,“鱼鳔”就会鼓起来,浮力增大,同时电池向后移动,这样就会抬起头向上滑行,翅膀使得滑翔机在上浮的过程中可以向前跑。在不断的下潜上浮过程中实现折线前进,就像海豚一样在大海保持航向不断前行。也正因为这样的特性,水下滑翔机在水下的运动轨迹是W形状。在水面的时候水下滑翔机需要把尾巴翘起来,将收集到的数据传给卫星,同时进行定位和接收新的指令。水下滑翔机的这种驱动方式只需要在调节电池位置和“鱼鳔”的时候耗费少许电能,因此续航能力非常长。

水下滑翔机前进路径

2014年10月,“海翼”号长航程水下滑翔机完成了长航程试验,此次海上试验不间断连续航行1022.5公里,持续30天,创下我国深海滑翔机海上作业航程最远、作业时间最长的记录。跑得远是一方面,还要跑得深,现在人们对于深海的了解还是有限的,此次打破世界纪录的“海翼”水下滑翔机就为我们探索深海打开了一扇大门。

随着深度的增加,水下滑翔机承受的压力也增大,水下6000米的压力约为60兆帕,相当于一只手掌承受60吨物体的压力。因此滑翔机必须要穿更厚重的“耐压服”才能抵抗海水的压力,但厚重的“耐压服”又导致身体变得笨重,携带电池的空间也被挤占了,没有以前跑得远。为了克服这一问题,我们给“海翼”号7000米级滑翔机穿上了一种由轻质碳纤维材料特制的“衣服”,既减轻了滑翔机的体重,又增加了携带的电池量,保证了滑翔机在跑得更深的同时还能跑得更远。

 

虽然水下滑翔机的身材比较小巧,但是本事却很大。“海翼”号水下滑翔机搭载了很多传感器,可以测得海水的温度、盐度、浊度、叶绿素、含氧量等信息,为海洋科学家的研究提供丰富的数据。当然也可以根据需求搭载其他传感器。

时至今日,“海翼”系列水下滑翔机已经在海上累计工作近500天,航程近1万公里,已有多套水下滑翔机交付用户,成为海洋科学家研究海洋的得力助手。今后的发展中我们会不断提升,让“海翼”水下滑翔机搭载更多的科学探测设备,在浩瀚的海洋中跑得更快、更远、更深。让“海翼”成为我们认识海洋、探索海洋、利用海洋的好伙伴!

“海翼”号水下滑翔机在海洋中的“足迹”

(作者系中国科学院沈阳自动化研究所研究人员)

 

中国首名女潜航员学员搭乘“蛟龙”号下潜(图)

北京时间10日11时30分,中国载人潜水器“蛟龙”号在西南印度洋龙旂热液区执行下潜科考任务,中国首名女潜航员学员张奕搭乘“蛟龙”号下潜,接受实践操作培训。

据介绍,这次下潜的主要任务是开展热液区近底观察,拍摄高清照片和视频,确定硫化物和热液沉积的分布范围,采集烟囱体、硫化物、氧化物、岩石、底层沉积物和底层水样品等。

“‘蛟龙’号还将测量热液喷口流体温度并采集流体样品,观测并采集生物样品,测量环境参数,对首个女潜航员学员进行生理监测并对其开展实践操作培训,”现场指挥部总指挥于洪军说。

27岁的张奕在下潜前说:“之前我在水池操作过潜水器,这次是我第一次搭乘‘蛟龙’号在大洋下潜,而且是去地形和环境复杂的热液区,挺兴奋也挺期待的。希望能从这次宝贵经历中学到更多东西。”

2013年底,中国从130名候选人中选拔出了第二批潜航员学员共6人,其中包括张奕和赵晟娅2名女学员,她们也是中国首批女潜航员学员。按照计划,赵晟娅也将于近期首次搭乘“蛟龙”号下潜。

目前,“蛟龙”号正在西南印度洋执行2014-2015年试验性应用航次第二、三航段科考任务,为期120天,预计3月下旬返回青岛。(记者张旭东)

 

中国海翼号水下滑翔机:超长航程 指哪儿打哪儿

在第十八届深圳高交会上,中国科学院沈阳自动化研究所设计研制的“海翼号”水下滑翔机正式亮相,创造了我国水下滑翔机海上工作时间最长和航程最远的纪录。水下滑翔机是一种新型水下无人潜航器,它运用活塞原理改变自身浮力在海中移动,续航时间可长达数月。

近年来,以混合推进技术为特征的新一代水下滑翔机成为国际研究新趋势,它集能耗小、成本低、航程大、运动可控、部署便捷等优点于一身,具备独立在水下全天候工作的能力,在海洋科学等领域发挥重要作用。

目前,中国自主研制的水下滑翔机下潜深度达到5751米,接近目前国际上水下滑翔机最大下潜深度(6000米)。而 “海翼号”此前在南海连续工作超过1个月,累计航程超过1000公里,获得220多个观测数据,创造并保持了我国水下滑翔机海上工作时间最长和航程最远的纪录。

该研究所水下机器人研究室副主任俞建成告诉记者:“海翼号”系统采用模块化技术,设计了独立的科学测量载荷单元。科学测量载荷单元可以根据科学家的观测任务,有针对性地定制搭载各种探测传感器。实现了从过去“打哪儿指哪儿”,到现在“指哪儿打哪儿”的转变,真正满足了科学家的多元化科研需求。

水下滑翔机的主要驱动机构包括俯仰调节装置、浮力调节装置和航向控制装置,其中航向控制装置采用了小型垂直舵控制方式,具有良好的航向控制能力,适合于各种复杂海流环境。

俞建成表示:通过卫星通信可以实现对水下滑翔机的远程控制和实时数据获取,并可实现多台水下滑翔机协同观测作业。针对一直以来海上天气预报不够准确的问题,水下滑翔机为长时间、稳定、持续的预报提供了高密度的数据支撑。

 

两栖飞机“蛟龙”2016首飞 有助中国捍卫海上主权

图片来源于俄罗斯“卫星”新闻通讯社

参考消息网4月2日报道 外媒称,世界上最大的水陆两栖飞机蛟龙AG600,即将在中国完成总装。计划将于2016年进行陆地和海上首飞。中国是世界上研制原则上全新式的重型水陆两栖飞机的唯一国家。

俄罗斯“卫星”新闻通讯社网站4月1日报道称,从中国媒体的报道来看,“蛟龙”是中国集全国力量自主研制的三型“大飞机”中的一个。另两型大飞机是大型客机C919和重型军用运输机运-20。中国拥有后两种飞机的必要性显而易见:像中国这样的大国不可能完全依赖进口民航客机,同时也需要高效调运部队的国产飞机。

报道称,拥有“蛟龙”的意义并不是很明显。主要用它灭火,第二个用途是用它进行海上巡逻、救援以及长距离的货物运输。为了灭火而实施造价如此昂贵的项目,显得有点奇怪。灭火飞机是仅在一年中的个别季节使用的特种飞机,而且还不是每年都要使用。

报道称,两栖飞机有别于运输机,可以直接从水体中为下次灭火取水。理论上这可节省时间。但实际上水体取水并非易事。为了能让飞机安全降落,必须对水体进行认真检查,清除其中的漂浮垃圾。哪怕是碰到不是最大的一块浮游木头,也可能给进行滑跑的两栖飞机造成灾难性后果。备好水体,既费时又费人力物力和资金。

海上巡逻的任务完全可以用停在地面机场的普通巡逻机来完成。为了顺利降落水面,无需为它们进行专门设计,所以它们要比有着同样重量的两栖飞机,拥有更好的飞行性能。

水陆两栖飞机可以用来进行海上救援。但是海浪经常阻止它们正常降落。而且船舶失事往往发生在恶劣的天气状况下,而此时两栖飞机根本派不上用场。1989年苏联“共青团员”号核潜艇发生火灾时,苏联海军就无法利用自己的Be-12水上飞机拯救船员,因为它们遇到三级浪时无法起降。

报道称,俄罗斯现代水陆两栖飞机Be-200可以在三级浪(浪高1.25米)的条件下完成起降。即使中国能够确保国产飞机具有更好的航海性能,也未必能让其性能提高数倍,用“蛟龙”进行海上救援仍会有很大的局限性。

世界上现有的两个水陆两栖飞机生产商——俄罗斯和日本,在出口此款飞机方面取得了一点成绩。俄罗斯向阿塞拜疆紧急情况部销售了一架Be-200,而日本准备同印度签署提供9架US-2水陆两栖飞机的合同。俄罗斯和日本生产此款飞机的一个原因就是,冷战期间为研制它们以及建造生产基地注入了大量资金。

报道称,只是为了海上救援和灭火而研制大型昂贵两栖飞机,不免让人产生疑问。不过,“蛟龙”倒有可能在捍卫中国在争议海域的利益上发挥作用。例如,两栖飞机可以用来矿藏开发,为南海岛屿军队提供后勤保障。“蛟龙”最大航程可达5300公里(大于Be-200和US-2),一旦建成,中国就将具有把任何货物运往太平洋较远地方的可能性。由此可见,“蛟龙”完全可以充当太平洋的专用运输机。这将大大提升中国在亚太这个战略重要地区的地位。

(责任编辑:何淼)
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