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创新 | 这项技术中国也有了!50公斤重的它在水下游弋 是什么?

2016-08-22 央视新闻

我国自主研发的50公斤级水下无人自主航行器,日前通过国家科技部组织的验收和海上试验。这标志着我国在微小型水下航行器方面,突破核心技术,拥有自主完全知识产权,填补了国内空白。


突破技术封锁 实现小型化自主化

研发微小型自主水下航行器并不容易,要克服种种困难和封锁。

2014年,参与失联客机马航MH370的水下搜索任务的“蓝鳍金枪鱼”,就属于1.5吨级的“中型自主水下航行器”,由美国军方提供给澳大利亚政府使用。微小型自主水下航行器技术,此前也一直被美国等少数国家掌握。


△图为美国海军“蓝鳍金枪鱼-21”水下航行器(图/视觉中国)

从上世纪90年代开始,我国开始研究自主式水下航行器。但是专家发现,要实现小型化、便携式,却是个很大的技术难题,反而越小越难做。因为小了以后,航行器受空间和重量的限制,同样的功能要在小的空间、轻的重量下把它做出来。这个在设计和制造方面,都是有难度的,也没有现成技术可参考。

除了体积小、重量轻,航行器还要实现高精度的自主航行。西北工业大学水下航行器研究所的科研团队,5年来先后突破多个关键技术难题。面对复杂的海底状况,小小的航行器会随着水底地形变化,自动调节航行路线,不仅能沉下去,不偏航,还能不丢失,收得回。



什么是微小型水下航行器?

水下航行器,外形呈细长型圆柱体,最早用于海上石油和天然气的开发、打捞实验丢失的武器比如鱼雷等。自主式水下航行器,是其中一种。在失联客机马航MH370的搜寻中,曾有应用。

自主式水下航行器(简称AUV)可分为四大类:

  • 微小型(口径200mm,重量约50公斤);

  • 小型(口径324mm,重量约300公斤);

  • 中型(口径533mm,重量约1.5吨);

  • 大型(口径更大,重量10吨及以上)。

微小型自主水下航行器技术,一直以来只有美国等少数国家掌握。此次西北工业大学研制成功50公斤级自主水下航行器,突破了国外技术封锁,实现了航行器的小型化自主化。

此次研发的50公斤级水下自主航行器,最大可下潜的深度为100米,可在水下以每小时5.4公里的速度,连续航行70公里,而续航时间则达到14个小时。据研发人员介绍,这个指标已经达到了国际先进水平。

水下自主航行器可承担什么任务?

水下自主航行器的前端搭载声呐设备。利用声呐发出的声波反弹,航行器就可以扫描出水底地貌。同样,搭载其它探测器、摄像头等不同的功能模块,水下航行器就能够实现不同类型的海底探测和水下观测。

据研发人员介绍,航行器应用空间广泛,即可观测水下地形、地貌、海洋生物、石油管线等,用于民生;也可以完成扫雷等军用任务。

航行器如何完成任务?

在水下自主航行器的一端有一个白色柱状体,这就是航行器的天线。通过天线,航行器可以接受指令,执行水下任务,并回传数据。

下水前,操作人员只需把设定好的水下任务和航行路线的电脑程序,通过天线传输给航行器。下水后,航行器就可以完全自主地执行预设任务。

这款50公斤级水下自主航行器,是国家863计划海洋技术领域重大项目“深海潜水器技术与装备”的一个子课题,目前已经顺利通过国家科技部组织的验收和海上试验,并获得国家发明专利授权8项,将为我国海洋探测、开发和防卫提供重要装备。

水下航行器 首次实现产业化

历时5年研制成功,从设计到生产,所有核心技术全由我国科研工作者自主研发。便携式的50公斤级自主水下航行器不止出现在实验室,也首次实现了工业化生产。

在离西北工业大学不远的一家公司里,50公斤级自主式水下航行器已经建成了一条生产线。就在这项技术验收合格后不到一个月的时间里,已经接到了国内外的订单,其中意向定单有40多个。

面向高校,“中国无影”科教版微小型自主水下航行器也首次问世。现在,实现工业化生产以后,微小型的自主水下航行器,不仅在国内就能买到,价格也比国外低了很多。在美国,微小型自主水下航行器的价格约合人民币需要上千万。而国产化以后,其价格水平就在百万,是美国价格的十分之一。

为什么要研发微小型水下航行器?

西北工业大学水下航行器研究所教授 长江学者 潘光:

以往科研机构组织一次海上试验,费用动辄几百万元,如今,有了国产的微小型自主水下航行器,从做完试验到拿回数据,一共只需要几十万元。价格的大幅下降,来自于产业化过程中核心技术的突破。

中国工程院院士 徐德民:

们现在对这个产品的国产化率,可以达到90%以上。特别是我们掌握了这其中的核心技术/具有完全自主知识产权,所以这样的话就没有别人能卡住我们

目前,这款微小型自主水下航行器可以下潜到水下100米。研究人员告诉记者,未来,基于这个技术系统,便携式自主水下航行器将向1000米以下的深海进发。

中国工程院院士徐德民表示,因为海洋占地球表面的70%以上,其中近80%又是一千米深的深海。包括我们国家的南海,大部分也是在一千米以上。所以我们要对南海一千米以下的水下资源进行开发利用,那必须要向深海,远海去发展,这样才能在发展国家海洋经济、维护国家海洋权益等方面,发挥更大作用。

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监制/杨继红 主编/李浙 侯振海

编辑/王烁

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