《央视聚焦海洋国家实验室水下滑翔机海燕》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2018-02-02
  •   1月26日,中央电视台播出了大型纪录片《创新中国》第五集《空海》。海洋的幽暗深处,孕育着不为人知的生命。从制造“天宫”到化身“蛟龙”,中国人梦想飞向太空,也在努力探索深海。水下机器人如何迎击台风,完成“不可能的任务”?在这一集中,天津大学水下滑翔机“海燕”惊艳亮相(34分29秒至41分40秒),徐徐展现中国创造打破国外技术封锁,在台风中心完成现场观测,获得台风过程中的海洋精细化参数信息的全过程。天大团队用科技成果讲述“创新”故事,展现转型与变迁造就的活力,展现新时代中国的自豪与信心。

      《创新中国》是一部讲述中国最新科技成就和创新精神的纪录片。全片共6集,内容包括《信息》、《能源》、《制造》、《生命》、《空海》、《潮起》。该记录片关注最前沿的科学突破、最新潮的科技热点,聚焦信息技术、新型能源、中国制造、生命科学、航空航天与海洋探索等前沿领域,用鲜活的故事记录当下中国伟大的创新实践。

      在《空海》一集中出现的天津大学“海燕”——“混合驱动水下航行器关键技术与应用”项目,又名水下滑翔机,是一种基于精准浮力调控的无人航行器、潜水器。由于拥有国际先进的水下滑翔机一直是建成世界海洋强国重要的标志性成果之一,因此美国等国对该技术一直进行严密封锁。但“海燕”既打破了国外对我国技术封锁的壁垒,也扭转了我国在某些关键技术上受制于人的局面。

      “海燕”,器如其名,相比于传统无人无缆潜水器(AUV),可谓身轻体瘦。它融合了浮力驱动与螺旋桨推进技术,不但能实现和AUV一样的转弯、水平运动,且具备传统滑翔机剖面滑翔的能力(即进行“之”字形锯齿状运动)。无论在续航里程、下潜深度以及稳定性等诸多方面,“海燕”都不输于国外同类产品。

      如今,“海燕”率先在我国海洋关键技术与示范应用方面“大显身手”。除了成功应用于“南水北调”水源地水质监测、南海环境调查等国家重大工程和海洋国防建设事业,2017年8月份,7台专门用于观测台风的“海燕”水下滑翔机组网协作配合,先后主动迎击“天鸽”和“帕卡”两大台风,是我国首次使用水下滑翔机获得台风现场的全过程温盐、海流数据,获得数百个观测剖面,结合同步开展的其他综合观测,这些资料将对台风研究起到重要的推动作用。

      至台风逼近时,“海燕”们距离台风“天鸽”中心仅约十公里,实现了台风路过的全程观测。在观测过程中,自动优化并调整航路,在台风区开展高频次的剖面测量,获得台风下的海洋温盐、流速等参数信息。“海燕”在和台风搏斗了20多个小时后,成功带着数据返航,而此次参与观测的“海燕”水下滑翔机在台风中工作正常,未受破坏,表现出很强的可靠性与抗风浪能力。“我心里松了口气,我知道我们这些‘海燕’滑翔机真正经历了一次洗礼,在恶劣的海况条件下生存下来。”参与“海燕”项目研究的团队核心成员王延辉说。

      “打破国外垄断,我们的技术一直在不断地进步,并且和发达国家的差距在不断缩小,这是我们工作最大的乐趣和回报。”“海燕”团队负责人、机械学院学院教授王树新说。团队已经把花费十年研究的“海燕”项目整体搬迁到了海洋国家实验室,在中国最高等级的海洋科研机构,继续从事海洋领域最前沿的科技研究。正像纪录片中所说,“‘海燕’又要出发了,此次目的地是更远、更深的大洋,它们将同国家实验室的其他科考队伍一起,描绘蓝色国土的样貌”。

      中央电视台纪录频道:http://tv.cctv.com/2018/01/26/VIDEAuhaJqSuNkvsjI3geXJN180126.shtml

  • 原文来源:;http://www.hellosea.net/news/focus/2018-01-30/47350.html
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    • 目前,海洋国家实验室科学考察船队成员“向阳红01”科考船正在执行中国首次环球海洋综合科学考察暨中国大洋46航次第六航段任务。近日,本航段领队、海洋国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室主任乔方利研究员、项目现场负责人郭景松博士及其团队成员在南太平洋海域首次布放由我国自主研发设计的水下滑翔机“海燕”。这是我国首次在深海大洋利用自主研发滑翔机开展大洋湍流观测,获取的数据对海洋预报、环境保护及气候变化预测具有重要的科学意义。 相比于传统的无人无缆潜水器,水下滑翔机耗能小、成本低、航程大、部署便捷,具备在水下全天候独立工作的能力,并且可以搭载科考所需的任务传感器,如湍流传感器、温盐深传感器等进行数据采集。 当地时间4月7日上午,水下滑翔机的投放作业正式开始。虽说滑翔机的体积不大,但要想将其成功投放并不容易,不仅要控制其投放姿态,还要防止触碰到天线及传感仪器,避免影响后续数据的采集。充分的前期准备加上现场队员的精准操作,水下滑翔机投放作业一次成功。经过八天的连续作业,当地时间4月15日,水下滑翔机已按计划完成规定作业,回收工作随即启动。虽然通过滑翔机甲板控制系统可以在1公里范围内将其精确定位,但回收工作也存在诸多难点:发现难、精准操船难、无损害回收难等。为此,船上临时党委组织了两次专门会议,两次现场打捞实验,反复总结经验,形成了成熟的回收规范。从发现“海燕”到回收成功,整个作业过程仅用了1个小时,创造了国产自主研发水下滑翔机在深海大洋作业的成功先例。 湍流是海洋当中最复杂的现象之一,对它的了解会对海洋预报以及气候变化的预测起到非常大的作用。完成对仪器的清洗维护后,队员将会把滑翔机采集到的科考数据传回至区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,对其进行进一步的研究分析。
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    • 2019年8月10号,“向阳红01”科考船由青岛母港启航执行中国第十次北极考察任务(简称“十北”)。8月25日,考察队在白令海公海完成观测后,由自然资源部第一海洋研究所承担“十北”水下滑翔机观测项目的实施工作,采用“海燕”水下滑翔机搭载温盐深和溶解氧传感器,对北极海域的水体与生化要素进行组网观测。 用时不到一小时,项目团队完成了三台滑翔机布放任务,并顺利通过了每台滑翔机的首个100米测试剖面,节省了现场作业时间,体现了 “海燕”良好的操控性。 三台“海燕”水下滑翔机入水后,向东航行,进行白令海公海区域东西方向断面观测。执行过程中,恰逢今年13号台风“玲玲”将经过白令海,“十北”现场团队与“海燕”保障团队沟通后迅速决策,改变水下滑翔机原定任务轨迹,调整滑翔机前往“玲玲”拟经过海域等待观测,通过路径规划、编队协作,实现了台风过境的全过程观测,完整记录了强气旋过程对海洋环境的影响 。“海燕”滑翔机表现出了出色的观测性能、高可靠性、操作灵活、响应及时。通过22天的组网观测,“海燕”滑翔机获取了白令海公海东西方向断面连续、高密度水文和生化观测数据,圆满完成了考察任务。 考察结束后,“十北”航次相关项目负责人对任务的完成给出了较高的评价:“在双方充分沟通和精心设计下,在“海燕”保障团队全力支持和高效保障下,在北极海域首次使用水下滑翔机组网观测,成功进行了水文环境要素和生化要素的同步观测。在任务过程中,经历了台风“玲玲”过境白令海时恶劣海况的考验,并对台风过境实施了全过程观测,体现了“海燕”水下滑翔机优异的质量性能”。 “海燕”水下滑翔机出色的表现,得到了考察队领队兼首席科学家魏泽勋的高度肯定,他认为:“第十次北极考察中,“海燕”水下滑翔机在白令海公海区域的组网观测获得了良好的效果,取得了连续的高密度水文和生化观测数据,获取了气旋过程对海洋影响的数据,对相关研究有重要意义;“海燕”滑翔机表现出了出色的观测性能,可靠性高,操控方便;保障团队有担当、使命感强、响应及时;实践证明水下滑翔机作为一种新型无人观测平台,非常适合在极地海域开展和推广;这次成功利用水下滑翔机开展组网观测,为我国认识极地、探索极地提供了新的应用示范。” “海燕”水下滑翔机由青岛海洋科学与技术国家实验室海洋观测与探测联合实验室(天津大学部分)和北京蔚海明祥科技有限公司联合生产,生产过程严格执行国军标质量管理体系和6S现场管理模式。目前已经形成了200、1000、1500、4000、万米、长航程系列产品。此次北极应用,也充分验证了“海燕”技术团队对分布不同海域的水下滑翔机同步控制能力。