性能特點
水下滑翔機滑翔時由於無動力推進噪音極低,這個重要的特點使得其在軍事上也有很大的套用價值。可以由潛艇遠程投放,以完成特定的目的,並且不易被發現。然而,由於單純使用浮力驅動方式,水下滑翔機在水下只能做鋸齒形和
螺旋迴轉軌跡航行,其航跡控制和定位精度低,航速慢,在風浪較大的海面可能會出現隨波逐流的情況。
發展狀況
關於水下滑翔機,國外早在二十世紀九十年代初就展開了這方面的研究工作,尤其是在美國,它們已經研製出了四種型號的水下滑翔機,分別是:SIO(Scripps Institution ofOceanography)研製的Spray Glider、
華盛頓大學研製的Sea Glider以及Webb Research Corp研製的Slocum Electric Glider和Slocum Thermal Glider。
Spray Glider被設計用於深海域,最大下潛深度1500米。它採用細長的低阻力的流線型外殼,它把天線內置於飛翼中,以進一步減小
阻力。
水下滑翔機Sea Glider的設計目標是能在能廣闊的海洋中航行數千公里,持續時間可達6個月,最大下潛深度為1000米。Sea Glider的俯仰角度範圍可以由10度到75度,它的 GPS星天線裝在尾部一根1米多長的桿子上,在浮出水面時,不需要輔助的浮力裝置,天線就能高出水面,成功地獲得GPS定位和通訊。
Slocum型水下滑翔機分為電能驅動型(battery)和溫差能驅動型(thermal)兩類,這兩類水下滑翔機在外型設計、姿態控制、導航通訊等方面相同,只是在滑翔機的驅動能源上存在差別。前者運用的是一個注射器形的囊泵結構,工作在200米深度,後者工作在1500米深度。
電能驅動型Slocum長1.8米,它以大約0.5m/s的速度工作在200米深的海域。傾斜度通過移動電池包來控制,電池包同樣設定在殼體的前段。Slocum有固定的翼,後掠式,以避免
海草等的纏繞,展長1米,翼段為平板式。它還有一個垂直的尾舵。尾部裝有GPS和通信天線。
日本和法國也都相繼研製出了名為ALBAC和STERNE的水下滑翔機,可見水下滑翔機的發展在國外是非常迅速的。
國內發展
2014年5月22日,
天津大學自主研發的水下滑翔機在南海北部水深大於1500米海域通過測試,創造了中國水下滑翔機無故障航程最遠、時間最長、剖面運動最多、工作深度最大等諸多紀錄,突破國外技術封鎖。天津大學自主研發的這款水下滑翔機名為“海燕”,採用了最新的混合推進技術,可持續不間斷工作30天左右。相比於傳統無人無纜潛水器(AUV),“海燕”可謂身輕體瘦,它形似魚雷,身長1.8米,直徑0.3米,重約70千克。它融合了浮力驅動與螺旋槳推進技術,不但能實現和AUV一樣的轉彎、水平運動,而且具備傳統滑翔機剖面滑翔的能力(即進行“之”字形鋸齒狀運動)。
2014年10月15日,中國科學院瀋陽自動化研究所研製的水下滑翔機在
南海結束了為期一個多月的海上試驗,完成了多滑翔機同步區域覆蓋觀測試驗和長航程觀測試驗。在長航程試驗中,滑翔機海上總航程突破1000公里,達到1022.5公里,持續時間達到30天,創造了我國深海滑翔機海上作業航程最遠、作業時間最長的新紀錄。
未來中國軍工企業可能大批量製造增大版“海燕”,這種水下機器人能搭載大型感測器,能探測到距離更遠的蛙人、水雷和潛艇,中國在南海的反潛能力有望實現躍升。此外,它們甚至可能攜帶武器,執行水下護衛或攻擊任務。
2015年初,中方指責越南向中越對峙海域派出“
蛙人”,他們大量布放漁網、漂浮物等障礙物,干擾中國船隻。未來武裝版“海燕”的出現將使得
越南“蛙人”的干擾戰術徹底失效--中國水下戰鬥機器人將如同鯊魚般在鑽井平台四周巡邏,一旦察覺越南“蛙人”靠近,它們將自動展開攻擊。
2017年3月,由中科院瀋陽自動化研究所自主研發的“海翼”號深海滑翔機,在
馬里亞納海溝挑戰者深淵上完成了大深度下潛觀測任務並安全回收,其最大下潛深度達到了6329米,刷新了水下滑翔機最大下潛深度6000米的世界紀錄。據介紹,本航次“海翼”號水下滑翔機一共進行了12次下潛工作,累計工作時間達到了87小時48分鐘,累計航行達到134.6公里。收集了大量高解析度的深淵海域水體信息,為海洋科學家研究此片海域的水文特性提供了重要的資料。