水声探测多面手——水下滑翔机

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       水下滑翔机是一种新型的水下机器人。由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢，但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需要。

　　国内水下滑翔机研究的起步较晚，国内五家科研单位对此较早进行研究，分别为中国科学院沈阳自动化研究所、国家海洋技术中心、天津大学、浙江大学和中国海洋大学。

　　特点：克服传统海洋观测困境

　　传统的海洋观测，通常高度依赖固定系泊设备和海面研究船。飞机或卫星可以高效完成海面观测，却难以穿透水体，有效进行较深海域的监测。传统无人潜航器普遍使用电池作为动力装置，航时短，续航力弱。

　　水下滑翔机的出现，突破了传统海洋观测困境。水下滑翔机概念最早由美国于1989年提出，其俗称借用了航空领域滑翔机的说法。它与传统水下平台所采用的推动力不同，没有采用螺旋桨推进系统，而是以浮力为推进动力，通过调整浮力的变化，配合机翼进行水平和垂直方向转换，在滑行过程中无需消耗能量，从而实现在大范围海域内长时间连续运动，已成为可持续的海洋观测平台。

　　    · 续航力强：与电力驱动的潜航器相比，海洋作业时限从小时延伸到数月甚至数年，航程远，续航力长，可以到达很多以前难以触及的位置，甚至实现环球航行，有效提高海洋环境的空间和时间测量密度。

　　    · 隐身性能好：由于采用新的水下推动系统，具有低功耗高静音的特点，其噪声几乎等同于海水自噪声。此外，其自身体积较小，难以被探测。


　　    · 效费比高：不仅可重复使用，而且由于采用自主工作模式，仅需在上浮阶段接受相关指令，控制系统相对简单，通过多机协同工作，可形成廉价的对潜侦察、对沿岸侦察的传感器网络。

　　用途：水声探测“多面手”

　　水下滑翔机能力出众，用途广泛，可以与其它海洋环境探测手段结合，建立比较完备的水声探测体系。

　　    · 海洋环境监测台：通过搭载各种传感器，可对海洋温度、密度、深度、潮汐、海流、海洋锋面和海水透明度进行长时间、大范围的垂直剖面测量，不仅可以提供科学、可靠的水文数据，而且有利于水下声信道的研究，以便更准确地分析不同海域水下声传播特性，为水下作战提供情报和信息支撑。


　　    · 海底机动侦察兵：利用其独特的长航时、高隐蔽性特性，通过携带各类声、光、化学、生物、核探测等传感器，可对敌港口、主要海峡、出海口进行长时间、大范围的水下侦察与监视，对敌水下潜艇、水雷、蛙人等目标进行隐蔽侦察和预警探测，为反潜作战提供早期预警信息。


　　    · 移动通信网络节点：水下滑翔机搭载有水声通信、无线通信和卫星通信等设备，可作为通信网络节点实施中继通信。水下滑翔机在水下巡航过程中，可通过水声通信系统与其他水下滑翔机、潜艇及海上舰艇传递信息;当处于水面状态时，它可以通过卫星通信数据链，将信息传给岸基信息处理中心和高空长航时无人机，也可通过无线网络与任务海域的舰船、海上巡逻飞机等作战平台进行信息交互，从而在联合反水雷、反潜战中担负通信及情报支援等任务。

　　未来发展趋势

　　未来，水下滑翔机的发展趋势主要体现在以下几个方面：

　　    · 低能耗混合驱动技术：针对水下滑翔机运动速度慢，在强流海域难以实现预定航迹的不足，开展包括螺旋桨推进与浮力、波浪等多种驱动相结合的混合驱动技术研究，加强 “深海有效载荷”技术研究，提升水下滑翔机在强流海域的适应能力。


　　    · 多功能集成模块技术：针对水下滑翔机的使用条件，可根据任务不同加载不同任务模块，及时适应未来的多任务需求，在模块的体积、重量和能耗方面进行改进，实现与滑翔机的有效集成。


　　    · 智能化联网协同技术：研发可用于空中、水面、水下、地面等各种无人系统的通用控制系统，能将水下滑翔机和潜艇进行自动组网、联网协同、跨域整合和实时共享情报，实现完全自主实施无人机攻潜。


　　来源：海洋知圈公众号(ID：ocean_circle)，原文整理自中国网 解放军报