海上无人波浪滑翔机的应用与发展

发布时间：2022-01-15 19:19

　　波浪滑翔机是一种小型无人海上作业平台,根据科考观测、海上作业、数据中继等不同任务搭载不同载荷,在高海况的远洋海域执行连续的作业任务。论述了波浪滑翔机的基本原理、结构对比、应用领域。提出可以以波浪滑翔机为中间桥梁,利用其长期远洋存在的特性,结合卫星通信技术,打造天海一体的海洋立体观测数据服务平台,形成自我运营的海上监测装备和数据服务能力的应用构想。 

【文章来源】：科技导报. 2020,38(21)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

波浪滑翔机原理

波浪滑翔机由纯机械式推进系统构成，在使用过程中无需任何电力，其浮体部分可以搭载船舶自动识别装置，用于导航或自动避开障碍物，必要时可以通过远程进行遥控操作[2]；可以搭载卫星通信系统，以便通过卫星回传各类采集数据；可以搭载各类型传感器，以便获取全方位海洋观测数据，实现海洋区域的环境立体监测。此类设备的能量提供者为搭载在波浪滑翔机浮体上表面部分的太阳能收集装置[3]。浮体结构如图2[4]所示。2.1 Liquid Robotics设计的波浪滑翔机

中国在波浪滑翔机研究方面起步较晚。2014年，国家高技术研究发展计划（863计划）海洋技术领域指南中首次提出开展波浪滑翔机相关技术研究。目前已知的中国航天科工集团第三研究院（以下简称航天科工三院）、哈尔滨工程大学、中科院沈阳自动化研究所、浙江大学、中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所、国家海洋技术中心、中国海洋大学等机构正在开展相关研究和试用工作。其中，航天科工三院于2016年为构建可长期存在、具有灵活机动特性的水面水下一体化监测体系而开展波浪滑翔机自研工作，并于2016年9—10月、2016年12月—2017年1月、2017年5月—2017年7月完成3次海试。图3、图4为航天科工三院自主研发设计并制作的波浪滑翔机样机及海试轨迹。中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所于2019年通过承担国家重点研发计划，研究试制了“海鳐”波浪滑翔机，并在中国南海进行了自测模拟海试。哈尔滨工程大学相关研究团队的研究成果已在潜龙2号海洋科考等数个任务中具有真实应用案例。其他如吕元博[9]对波浪滑翔机设计与性能开展了研究；曹守启等[10]对波浪滑翔机水下牵引机结构进行了设计与分析；于振江等[11]对波浪滑翔机推进装置翼片的启动阶段水动力学进行了分析研究；孙秀军等[12]对波浪滑翔器水下牵引机滑翔动力方面进行了分析研究。图4 波浪滑翔机海试轨迹

【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪滑翔器水下牵引机滑翔动力分析[J]. 孙秀军,王力伟,桑宏强.  水下无人系统学报. 2020(03)
[2]波浪滑翔机推进装置翼片的启动阶段水动力学分析[J]. 于振江,常宗瑜,郑中强,孙秀军,卢桂桥.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2020(04)
[3]波浪滑翔机水下牵引机结构设计与分析[J]. 曹守启,冯江伟.  海洋工程. 2020(02)
[4]自主水下航行器发展概述（英文）[J]. ALAAELDEEN M.E.Ahmed,段文洋.  船舶力学. 2016(06)
[5]波浪动力滑翔机海洋环境监测系统[J]. 杨燕,张森,史健,秦玉峰,贾立娟,齐占峰,孙秀军.  海洋技术学报. 2014(01)
[6]波浪滑翔器原理和总体设计[J]. 李小涛,王理,吴小涛,佘湖清.  四川兵工学报. 2013(12)

硕士论文
[1]波浪滑翔机设计与性能研究[D]. 吕元博.上海交通大学 2018



本文编号：3591178