作品展示▏王勇，叶松：畅游在大洋中的 “水中海燕”
随笔▏畅游在大洋中的 “水中海燕”
文/王勇，叶松
当我们看到祖国领海上空飞翔着成群结队的“海燕”系列无人侦察机，正如高尔基的《海燕》一诗中描述的那样：“在苍茫的大海上，狂风卷集着乌云。在乌云和大海之间，海燕像黑色的闪电，在高傲地飞翔。”然而，面对广阔的海洋，我们想要得到全面具体的海洋数据，仅仅依靠数量有限的无人侦察机是难以完成的，而且无法通过无人侦察机搜集海面以下的大量信息，于是“水中海燕”——一种新型海洋无人监测平台——波浪滑翔器便应运而生。
作为一种依靠波浪能驱动的新型无人自主海洋观测平台，波浪滑翔器已成为涉海院校海洋监测技术相关专业授课和研究的重要内容。当我了解了波浪滑翔器的工作原理之后，对这一类的海洋监测平台产生了极大的兴趣，波浪滑翔器就像“水中海燕”一样，给我留下了深刻的印象。虽然无法操作一套真实的波浪滑翔器，但能够自己动手设计制作一款相应的3D模型也是不错的。作为国防科技大学气象海洋学院“精创海洋实验室”的一员，我有信心也有决心设计并制作这一模型。于是使用计算机软件设计波浪滑翔器的3D模型，利用实验室的3D打印机制作模型，不仅提高了制作效率，也加深了我对波浪滑翔器的结构组成及3D模型设计制作相关知识的理解，对波浪滑翔器产生了一定的感性认识。
波浪滑翔器主要由浮体、滑翔体、系缆三部分组成。浮体和滑翔体的模型可以通过3D打印机制作，但3D打印机打印不了软体材料，在模型中只能用棉线绳代替系缆，也算是模型制作的一点小遗憾吧。查阅资料后发现，目前绝大多数波浪滑翔器构造类似，尺寸差距也不大，模型设计主要参考上图中展示的波浪滑翔器实体展开。
用3D打印机制作“水中海燕”模型时，也是摸着石头过河，在此之前我们都没有3D打印机的使用经验，一切都要从零开始。首先需要建立计算机与3D打印机之间的静态通信网络，这一过程用了整整一上午，三个人轮流查阅使用说明，反复尝试，最终完成了通信的建立。接下来要检查打印机的剩余材料，添加材料又是一大难题，用时更长，接近一天才将问题解决。材料准备完成后检查是否安装托板，然后在打印机调试软件上设置相应的打印参数，主要是模型的比例、方向、内部属性以及在托板上的位置等，这一步操作相对较为简单，顺利完成，设置完成后就可以制作“水中海燕”模型了。值得注意的是，在软件上确认打印后，要在打印机上启动模型才能打印。打印过程可以交给3D打印机自行完成，不需要人员看守，打印时间较长，于是我们选择了在夜间打印。刚开始打印的两个小时我们都在，挤出头没有出现什么问题，后续出现问题的可能性也就比较小了。打印结束后取下托板，轻轻弯折就可将打印的模型与托板分离。刚打印完成的时候要戴手套取下托板，不然很容易被烫伤。3D打印机关机后要清理一下打印产生的废料，然后用超声波清洗箱清洗“水中海燕”模型。清洗完成后，将两个模型用棉线绳连接，就得到“水中海燕”的整体模型了。
目前海洋仪器的发展日新月异，作为一名即将毕业并投身基层的工科大学生，很有必要紧跟时代的步伐，熟悉了解当前的最新海洋技术。尤其是海洋仪器领域，这关乎到我国的国防建设，2014年我们国家将波浪滑翔器无人自主观测系统列为“863”计划予以重点发展，已取得一定成果，但目前尚未大规模投入使用，发展前景十分广阔。
我们要珍惜在院校的学习时间，了解最新的海洋仪器技术，为毕业后能够胜任工作岗位打好基础。此次波浪滑翔器3D模型的制作，给我留下了深刻的印象，尤其是在设计过程中，就像是在画一套房子的图纸。结合着搜集到的资料一点点设计模型，每完成一处细节都有说不出的喜悦，最后完成设计时感觉房子终于有了雏形。而利用3D打印机制作模型时，也同样有说不出的成就感，打印机的喷头一层一层打印波浪滑翔器模型，就像设计的房子被一间一间地砌好。最后，我如愿以偿地得到了自主设计的“房子”。在设计和制作模型的过程中，切实体会到了进取精神和钻研精神的力量，每次想要放弃的时候就会想起“水中海燕”，想到即将实现的小梦想，也就有了继续努力尝试的动力。后来在“海洋水文仪器”课程中我也以此作为阶段性成果，向同学们介绍了波浪滑翔器的基本知识以及3D模型设计制作的相关内容。向大家介绍的时候，感觉就像是幸运的淘金者，借助“精创海洋实验室”的实验教学条件，淘到了人生经历中宝贵的 “一桶金”。
当然海洋仪器并非仅仅是波浪滑翔器，针对多种多样的新仪器新设备，我们也可以通过制作相关模型的方法提高大家的学习兴趣。灵感往往是知识碰撞而产生的火花，在模型设计制作的过程中也许会产生更好的创新思想，进而实现对新仪器新设备的优化改进。日常的课程设计中也可以穿插关于新设备新技术的相关知识，利用翻转课堂的模式安排学生主讲，老师进行补充，实现教学安排中的师生互动，也为新技术新装备的教学设计提供新思路。
希望能够通过这篇文章激发战友们对海洋监测仪器的兴趣，促进我国海洋监测技术的发展。尤其是波浪滑翔器——“水中海燕”，能够早日像海燕系列的空中无人侦察机那样，大规模投入使用，成群结队地在海中畅游，发挥它们的独特优势，为海洋国防事业的发展做出贡献。
【作者简介】第一作者王勇，男，在读本科生，1997年出生，山东青州人，国防科技大学气象海洋学院精创海洋实验室，测控技术与仪器专业；第二作者叶松，男，1970年出生，江苏南京人，博士，副教授，国防科技大学气象海洋学院，研究方向为海洋监测技术。
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