“海翼”實現(xiàn)最大規(guī)模集群同步觀測

7月24日，中國科學(xué)院網(wǎng)站報道，由中國科學(xué)院機(jī)器人與智能制造創(chuàng)新研究院（籌）研制的“海翼”系列水下滑翔機(jī)，圓滿完成了“科學(xué)”號中科院海洋先導(dǎo)專項南海綜合調(diào)查航次第一航段科考任務(wù)，實現(xiàn)了國內(nèi)最大規(guī)模的水下滑翔機(jī)集群組網(wǎng)觀測。

水下滑翔機(jī)是一種通過調(diào)節(jié)自身浮力和姿態(tài)的新型水下機(jī)器人，可以實現(xiàn)在水中滑行，并對水體信息進(jìn)行收集。這種水下機(jī)器人具有低功耗、高靜音的特點，可以對特定海域進(jìn)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。

12臺“海翼”水下滑翔機(jī)可以在東西走向直線長度約為250km、南北走向長度約為139km的網(wǎng)格路徑內(nèi)同步持續(xù)工作，對水體參數(shù)進(jìn)行連續(xù)觀測。這些水下滑翔機(jī)提供了詳細(xì)的海洋環(huán)境信息，將溫度、鹽度、濁度、含氧量等數(shù)據(jù)實時傳輸回陸地實驗室，對氣象預(yù)報、海洋監(jiān)察等有著較大應(yīng)用價值，并為海洋科學(xué)家研究該區(qū)域的水文特性提供了寶貴資料。

與以往單臺水下滑翔機(jī)觀測相比，水下滑翔機(jī)集群同步觀測實現(xiàn)了觀測能力從線到面的跨越，為我國開展深海精細(xì)探測提供了新的技術(shù)途徑。本航段歷時13天，科研人員克服了在惡劣海況下大強(qiáng)度、連續(xù)作業(yè)的困難，成功完成了預(yù)定航次任務(wù)，實現(xiàn)了水下滑翔機(jī)向產(chǎn)品化、規(guī)模化應(yīng)用的邁進(jìn)。

“海翼”水下滑翔機(jī)由我國自行設(shè)計和研制。從總體構(gòu)型來看，“海翼”采用圓筒狀的機(jī)體，中部配有一對“機(jī)翼”，頭呈圓弧狀，后面拖著天線。作為一種新型水下機(jī)器人，它無需螺旋槳等推進(jìn)裝置，運用活塞原理改變自身浮力，實現(xiàn)在海中移動。

具體來說，“海翼”水下滑翔機(jī)裝配有一個類似于魚鰾的油囊和可以前后移動的電池。下潛時，它的“魚鰾”縮小，減小浮力，同時電池自動前移，其頭部就下潛，“機(jī)翼”會產(chǎn)生向前的推力，這樣“海翼”就有了水平速度。上浮時，“魚鰾”鼓起，浮力增大，電池自動后移，它就會抬起頭向上滑行。

“海翼”在不斷的下潛、上浮過程中實現(xiàn)折線前進(jìn)，就像海豚一樣在大海保持航向不斷前行。在水下沿著W形運動軌跡前進(jìn)。這種驅(qū)動方式只需要在調(diào)節(jié)電池位置和“魚鰾”的時候耗費少許電能，這也造就了其超長的續(xù)航能力。

從2015年開始，“海翼”水下滑翔機(jī)交付用戶，成為海洋科學(xué)家進(jìn)行海洋觀測的一種重要手段，先后在東海、南海和西太平洋等海域完成了多次海上觀測應(yīng)用，分別對黑潮主軸、中尺度渦、南海西邊界流等重要海洋動力過程進(jìn)行觀測。同時，“海翼”海試工作同步進(jìn)行。

今年3月，“海翼”水下滑翔機(jī)在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵，完成大深度下潛觀測任務(wù)并安全回收，最大下潛深度達(dá)到6329m，刷新了水下滑翔機(jī)最大下潛深度的世界紀(jì)錄，為我國深淵科考提供了新的科考手段。實驗過程中，該機(jī)狀態(tài)良好，顯示出在復(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。這次試驗的結(jié)果將有助于對“海翼”號進(jìn)行更大下潛深度的提升和改進(jìn)。

（責(zé)任編輯：黃貞靜）