混合驅(qū)動無人水下滑翔機(jī)耦合運(yùn)動響應(yīng)數(shù)值預(yù)報

凌宏杰，王志東，孫玉山，劉 彥

(1.江蘇科技大學(xué) 海洋裝備研究院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.哈爾濱工程大學(xué) 水下機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實驗室，黑龍江 哈爾濱 150001)

0 引 言

海洋已經(jīng)成為世界各國戰(zhàn)略發(fā)展的重要基地，在資源、環(huán)境空間和戰(zhàn)略方面擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，合理開發(fā)、利用、保護(hù)海洋是我國21世紀(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略需要[1-2]。先進(jìn)的海洋觀測技術(shù)、智能化的探測設(shè)備是海洋環(huán)境探測及資源開發(fā)利用的前提，無人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)[3]將人工智能、探測識別、信息融合、智能控制、系統(tǒng)集成等多方面技術(shù)集中應(yīng)用于同一水下載體，能夠高效率地開展各種探測任務(wù)，具有觀測范圍大、效率高、成本低、機(jī)動性能好、續(xù)航能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在海洋資源開發(fā)和觀測中發(fā)揮越來越重要的作用。

近年來，隨著對深遠(yuǎn)海中長時序、大范圍、三維連續(xù)海洋環(huán)境探測及監(jiān)測需求的增加，常規(guī)UUV受攜帶能源的限制，在航程與續(xù)航能力方面已無法滿足需求。為適應(yīng)長時序、大尺度的海洋探測需求，混合驅(qū)動無人水下滑翔機(jī)(Hybrid Driven Unmanned Underwater Glider，HUG)應(yīng)運(yùn)而生。HUG[4-5]作為一種融合了常規(guī)UUV與水下滑翔機(jī)(Autonomous Underwater Glider,AUG)優(yōu)點(diǎn)的新型UUV，可像AUG一樣在水中完成具有鋸齒形軌跡的滑翔運(yùn)動且定位精度高，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、長時序的要求，也可像水下自航行器(Autonomous Underwater Vehicle，AUV)一樣在水中進(jìn)行推進(jìn)航行，具有動作反應(yīng)迅速、跟蹤精確的優(yōu)點(diǎn)及在特定區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)搜索功能。

2001年，由美國Webb公司研發(fā)的HUG[6]問世，與美國特利丹儀器公司韋伯海事研究所和伍茲霍爾海洋研究所的斯洛庫姆無人水下滑翔機(jī)(簡稱Slocum)相比，該款HUG僅在Slocum的原有尾部構(gòu)型上增加1個螺旋槳推進(jìn)器。……