天津大学"海燕"万米级水下滑翔机创纪录
天津大学“海燕”万米级水下滑翔机在2020年7月16日创下10619米的下潜深度世界纪录,标志着我国在万米级水下滑翔机关键技术方面取得重大突破。
一、创纪录背景
研发单位:天津大学与青岛海洋科学与技术试点国家实验室共同研发。
项目支持:国家重点研发计划“深海关键技术与装备”专项。
研发历程:
2018年,“海燕”万米级水下滑翔机在马里亚纳海沟附近海域深潜至8213米,创造水下滑翔机工作深度的世界纪录。
2020年7月16日,“海燕”谱系中的“海燕-X”万米级水下滑翔机,最大下潜深度首次达到10619米,再次刷新世界纪录。
二、技术特点
混合推进技术:“海燕”水下滑翔机采用浮力驱动与螺旋桨推进相结合的混合运动模式,具备转弯、水平运动和“之”字形剖面滑翔能力。
长航程与持久性:可持续不间断工作30天左右,设计最大深度1500米(万米级“海燕-X”可下潜至10619米),最大航程1000公里。
负载能力:负载能力为5千克,可搭载声学、光学仪器及CTD传感器,完成温盐深、溶解氧等多参数观测。
可靠性设计:以可靠性设计与质量管理为核心,实现了水下滑翔机整体水动力优化设计、大深度滑翔、新型驱动融合设计、多任务观测模块集成研究等关键技术的自主创新。
三、创纪录过程
科考团队:由青岛海洋科学与技术试点国家实验室组织实施的水下滑翔机——万米深渊观测科学考察团队。
科考时间:2020年7月16日顺利返航。
科考成果:
获得了大量深渊的温盐、声学、以及影像等同步调查资料。
2台万米级“海燕-X”水下滑翔机开展了连续6天的综合调查,共获得观测剖面45个,其中3000米级、6000米级和7000米级剖面各1个;万米级剖面3个,分别下潜至10245米、10347米和10619米。
连续超过万米深度的滑翔剖面,充分验证了“海燕-X”水下滑翔机在深渊环境下的工作可靠性。
四、意义与影响
技术突破:标志着我国在万米级水下滑翔机关键技术方面取得重大突破,拥有完全自主知识产权。
应用前景:可在海洋观测和探测领域大显身手,为海洋科学研究、海洋资源开发、海洋环境保护等提供有力支持。
国际地位:提升了我国在国际海洋科技领域的地位和影响力,为全球海洋科技发展贡献了中国智慧和中国方案。
“海燕-X”与前代相比有何改进?
一、下潜深度突破万米级
前代表现:早期“海燕”水下滑翔机的工作深度逐步提升,从2005年的100米、2009年的500米,到2014年测试中达到的最大工作深度1094米,再到2018年深潜至8213米,不断刷新国内纪录。
“海燕-X”改进:2020年7月16日,“海燕-X”万米级水下滑翔机在马里亚纳海沟附近海域成功下潜至10619米,首次突破万米深度,创造了水下滑翔机的最大下潜深度世界纪录。这一改进标志着我国在万米级水下滑翔机关键技术方面取得重大突破,使“海燕-X”能够适应更深海的观测与探测需求。
二、续航能力大幅提升
前代表现:前代“海燕”水下滑翔机已具备长航程能力,如2018年“海燕-L”连续运行119天,完成剖面862个,航行里程2272.4公里。
“海燕-X”改进:虽然具体续航数据可能因任务需求而异,但“海燕-X”作为万米级水下滑翔机,其设计必然考虑了更深海环境下的长时间工作需求。通过优化能源管理和动力系统,“海燕-X”在万米深度下仍能保持较长的续航时间,为深渊科学研究提供了有力支持。
三、技术可靠性显著增强
前代表现:前代“海燕”水下滑翔机在海上试验中已表现出较高的可靠性,如2014年规范化海上试验中期评估中,成为唯一一家全程无故障完成所有项目的水下滑翔机。
“海燕-X”改进:“海燕-X”在万米级深度下的连续滑翔剖面,充分验证了其在深渊环境下的工作可靠性。通过改进材料、结构和控制系统,“海燕-X”能够抵御更深海的高压、低温等极端环境,确保任务的顺利完成。
四、设计优化与功能拓展
前代表现:前代“海燕”水下滑翔机已具备浮力驱动与螺旋桨推进相结合的混合运动模式,以及转弯、水平运动和“之”字形剖面滑翔能力。
“海燕-X”改进:“海燕-X”在设计上进一步优化了水动力外形,提高了滑翔效率和航行稳定性。同时,通过扩展搭载声学、光学等专业仪器,“海燕-X”成为海底的“变形金刚”,可在海洋观测和探测领域大显身手。其负载能力为5千克,可满足更多样化的观测需求。
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