国产水下无人滑翔机极地首秀:弧线下潜再上浮,续航3个月

发布日期:2019-02-26

中国第九次北极科考队已经出发超过一周,目前科考队行至白令海海域。北京青年报记者随队在雪龙船上了解到,7月28日,科考队首次开始“停船”作业。

当天上午,相关作业人员在雪龙船后甲板处成功布放一台水下无人滑翔机。这意味着,我国自主研发的水下无人滑翔机首次游弋在白令海公海海域。截至北青报记者发稿时,滑翔机已经成功传回200米、500米、1000米水深处的多组数据。

本次科考队首席科学家魏泽勋向记者强调,水下无人滑翔机自主性高、不易探测,各国对该设备都比较敏感,一直以来国外对中国都是“禁运”相关设备和技术的。

滑翔机在水下如何工作?

27日晚,北青报记者对承担此次科考项目的自然资源部第一海洋所研究员、科考队首席科学家助理陈红霞进行了采访。陈红霞说,水下无人滑翔机之所以叫这个名字,是因为它和空中无人机外形类似、工作原理相近。“另外,空中无人机和水下滑翔机都要按事先设定好的航线作业。只不过,水下滑翔机的作业轨迹是弧线,先下潜到一定深度再上浮。”陈红霞说,滑翔机在水下工作时获取水样并采集数据,当上升到水面时把观测到的水文数据通过卫星信号传输给控制中心。“回收滑翔机时,我们也将根据它上浮后传回的GPS定位信息找到它。”

陈红霞告诉北青报记者,水下滑翔机实际只是作业平台。具体要观测何种水文数据,要看滑翔机内搭载何种设备。“此次,我们在滑翔机内安装了一台CTD,以了解白令海深水海盆的水文环境变化——这是以往观测的薄弱区。”

自身动力可续航约3个月

在作业现场,北青报记者看到了黄色的滑翔机,机身上标注了它的名字“海翼”。

科考队水文环境组的林丽娜说,这台滑翔机长约2米、宽1米(包括机翼),最大下潜深度1000米,由中科院沈阳自动化所研制。

林丽娜说,此次设置的作业深度为1000米。经简短测试后,滑翔机将往返于海面和1000米深处作业,直至雪龙船9月中下旬回程时再将其回收。“这台滑翔机在水下平均速度为0.5节,在50天左右的时间里,它将在白令海公海区域跑约600海里。它自身的蓄电装置可供续航约3个月,因此不用担心动力问题。”

至于为何选在白令海布放,林丽娜说,虽然白令海属于亚极地海域,但是北冰洋的太平洋水来自白令海。“该海域的水文环境变化会直接影响北极的水文环境变化。”

若成功回收将是质的提升

回溯我国以往的极地科考,“九北”并非第一次有水下滑翔机参与。

“我国第三次北极科考中也曾布放过滑翔机,但那时是在国际合作时由法国团队布放的,因为外国对我们实施禁运,买不到相关设备。”陈红霞说。

现在,水下滑翔机技术已出现十多年。大约四五年前,我国多个研究机构开始了水下滑翔机研发工作。国产水下滑翔机已在多次近海科考、大洋科考中得到了验证。“但在极地科考中,国产水下滑翔机还是第一次使用。”魏泽勋说。

北青报记者了解到,水下滑翔机的回收比布放难度更大,在极地地区尤其如此。

陈红霞介绍,“三北”时法国团队布放的无人机没过多久就丢失了,未能成功回收。“此次实验同样也面临着两方面挑战,第一,该海域海况偏差。现在我们所处的位置基本可算作北半球的西风带,涌浪较大。第二,中高纬地区磁偏角较大。滑翔机浮出水面后能依靠卫星导航,但在水下却要依靠地磁导航或惯性导航,而磁偏角会影响它的导航。”

谈到水下滑翔机的优势,陈红霞举例说:“以往,我们想采集上述海域的水文数据,只能通过有限的几个站点来做。此次水下滑翔机连续工作50天,它采集数据的丰富程度和密集度将大大超过以往。若能成功回收,对我国数据获取能力而言将是质的提升。