波浪滑翔機(jī)是一種小型無人海上作業(yè)平臺(tái),根據(jù)科考觀測、海上作業(yè)、數(shù)據(jù)中繼等不同任務(wù)搭載不同載荷,在高海況的遠(yuǎn)洋海域執(zhí)行連續(xù)的作業(yè)任務(wù)。論述了波浪滑翔機(jī)的基本原理、結(jié)構(gòu)對比、應(yīng)用領(lǐng)域。提出可以以波浪滑翔機(jī)為中間橋梁,利用其長期遠(yuǎn)洋存在的特性,結(jié)合衛(wèi)星通信技術(shù),打造天海一體的海洋立體觀測數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái),形成自我運(yùn)營的海上監(jiān)測裝備和數(shù)據(jù)服務(wù)能力的應(yīng)用構(gòu)想。 

【文章來源】：科技導(dǎo)報(bào). 2020,38(21)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

波浪滑翔機(jī)原理

波浪滑翔機(jī)由純機(jī)械式推進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)成，在使用過程中無需任何電力，其浮體部分可以搭載船舶自動(dòng)識(shí)別裝置，用于導(dǎo)航或自動(dòng)避開障礙物，必要時(shí)可以通過遠(yuǎn)程進(jìn)行遙控操作[2]；可以搭載衛(wèi)星通信系統(tǒng)，以便通過衛(wèi)星回傳各類采集數(shù)據(jù)；可以搭載各類型傳感器，以便獲取全方位海洋觀測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)海洋區(qū)域的環(huán)境立體監(jiān)測。此類設(shè)備的能量提供者為搭載在波浪滑翔機(jī)浮體上表面部分的太陽能收集裝置[3]。浮體結(jié)構(gòu)如圖2[4]所示。2.1 Liquid Robotics設(shè)計(jì)的波浪滑翔機(jī)

中國在波浪滑翔機(jī)研究方面起步較晚。2014年，國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）海洋技術(shù)領(lǐng)域指南中首次提出開展波浪滑翔機(jī)相關(guān)技術(shù)研究。目前已知的中國航天科工集團(tuán)第三研究院（以下簡稱航天科工三院）、哈爾濱工程大學(xué)、中科院沈陽自動(dòng)化研究所、浙江大學(xué)、中國船舶重工集團(tuán)有限公司第七一〇研究所、國家海洋技術(shù)中心、中國海洋大學(xué)等機(jī)構(gòu)正在開展相關(guān)研究和試用工作。其中，航天科工三院于2016年為構(gòu)建可長期存在、具有靈活機(jī)動(dòng)特性的水面水下一體化監(jiān)測體系而開展波浪滑翔機(jī)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次海試。圖3、圖4為航天科工三院自主研發(fā)設(shè)計(jì)并制作的波浪滑翔機(jī)樣機(jī)及海試軌跡。中國船舶重工集團(tuán)有限公司第七一〇研究所于2019年通過承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，研究試制了“海鰩”波浪滑翔機(jī)，并在中國南海進(jìn)行了自測模擬海試。哈爾濱工程大學(xué)相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)的研究成果已在潛龍2號海洋科考等數(shù)個(gè)任務(wù)中具有真實(shí)應(yīng)用案例。其他如呂元博[9]對波浪滑翔機(jī)設(shè)計(jì)與性能開展了研究；曹守啟等[10]對波浪滑翔機(jī)水下牽引機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析；于振江等[11]對波浪滑翔機(jī)推進(jìn)裝置翼片的啟動(dòng)階段水動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析研究；孫秀軍等[12]對波浪滑翔器水下牽引機(jī)滑翔動(dòng)力方面進(jìn)行了分析研究。圖4 波浪滑翔機(jī)海試軌跡

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]波浪滑翔器水下牽引機(jī)滑翔動(dòng)力分析[J]. 孫秀軍,王力偉,桑宏強(qiáng).  水下無人系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]波浪滑翔機(jī)推進(jìn)裝置翼片的啟動(dòng)階段水動(dòng)力學(xué)分析[J]. 于振江,常宗瑜,鄭中強(qiáng),孫秀軍,盧桂橋.  中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(04)
[3]波浪滑翔機(jī)水下牽引機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J]. 曹守啟,馮江偉.  海洋工程. 2020(02)
[4]自主水下航行器發(fā)展概述（英文）[J]. ALAAELDEEN M.E.Ahmed,段文洋.  船舶力學(xué). 2016(06)
[5]波浪動(dòng)力滑翔機(jī)海洋環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 楊燕,張森,史健,秦玉峰,賈立娟,齊占峰,孫秀軍.  海洋技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]波浪滑翔器原理和總體設(shè)計(jì)[J]. 李小濤,王理,吳小濤,佘湖清.  四川兵工學(xué)報(bào). 2013(12)

碩士論文
[1]波浪滑翔機(jī)設(shè)計(jì)與性能研究[D]. 呂元博.上海交通大學(xué) 2018



本文編號：3591178