科普：中科院“海翼”号为何能打破世界纪录

打破记录！马里亚纳海沟传来的好消息是，7000米级水下滑翔机“海翼”成功潜入水下6329米，打破了美国科学家创造的6003米深度的世界纪录。听到这个消息，整个实验室沸腾了。

海洋占地球总面积的71%。水下滑翔机“海翼”是人类探索海洋的好伙伴。这一突破为我们探索、理解和利用这个神秘的水世界迈出了又一大步。你知道，潜水超过6000米意味着可以观察到世界上97%的海洋。

让我们来谈谈“海之翼”。

“海翼”是中国科学院沈阳自动化研究所科学家自主开发的一系列水下滑翔机的总称。它包括不同作业深度的水下滑翔机，如300米、1000米和7000米，它们承担不同的任务，拥有完全独立的知识产权。这一次，7000米水下滑翔机打破了世界纪录。

“海毅”7000米水下滑翔机海上试航

水下滑翔机的外观相对简单:一个圆柱体有一对翅膀，就像一架小飞机，一条长尾巴(天线)拖在屁股后面。有什么东西不见了吗？事实上，水下滑翔机的驱动原理不同于传统的水下机器人。它没有螺旋桨推进装置。它是如何在水下移动的？

“海翼”水下滑翔机是靠自身浮力驱动的。滑翔机的腹部安装了一个类似于鱼鳔的鱼鳔，腹部的电池也可以前后移动。当滑翔机需要下降时，“鱼鳔”收缩，浮力下降。同时，电池向前移动，使整体重心向前移动。水下滑翔机头朝下向下滑行。在机翼的帮助下，下降过程中产生向前的推力，因此滑翔机具有水平速度。当需要上浮时，“鱼鳔”会膨胀，浮力会增加，同时电池会向后移动，这样滑翔机就会抬起头向上滑行，它的翅膀会使滑翔机在上浮过程中向前跑。在连续潜水和漂浮的过程中，它可以实现之字形前进，就像海豚一样，在海里不停地前进。也正是因为这个特点，水下滑翔机的水下轨迹是W形的。当在水面上时，水下滑翔机需要倾斜它的尾巴，将收集到的数据传送给卫星，同时定位并接收新的指令。这种水下滑翔机的驱动方式，在调整电池位置和“鱼鳔”时只需要很小的动力，因此续航时间很长。

水下滑翔机的路径

2014年10月，“海翼”远程水下滑翔机完成了30天、1022.5公里不间断的远程测试，创下了中国深海滑翔机航程最长、运行时间最长的纪录。一方面，人们对深海的了解仍然有限。打破世界纪录的“海翼”水下滑翔机为我们探索深海打开了一扇门。

随着深度的增加，水下滑翔机承受的压力也会增加。水下6000米的压力约为60兆帕，相当于一只手掌承受60吨物体的压力。因此，滑翔机必须穿较重的“耐压服”来抵抗海水的压力。然而，厚重的“耐压服”也使身体变得沉重，从而占据了携带电池的空间，不再像以前那样跑得远了。为了克服这个问题，我们为7000米级滑翔机“海翼”穿上了一种专门由轻质碳纤维材料制成的“衣服”，这不仅减轻了滑翔机的重量，还增加了携带的电池数量，保证了滑翔机能跑得更深更远。

虽然水下滑翔机的体积相对较小，但它们有很好的技能。“海毅”水下滑翔机装有多种传感器，可以测量海水的温度、盐度、浊度、叶绿素、含氧量等信息，为海洋科学家的研究提供了丰富的数据。当然，也可以根据需要安装其他传感器。

到目前为止，“海翼”系列水下滑翔机已经在海上工作了近500天，航程近10，000公里。几套水下滑翔机已经交付给用户，成为海洋科学家研究海洋的得力助手。在未来的发展中，我们将继续升级，让“海翼”水下滑翔机携带更多的科学探测设备，在浩瀚的海洋中跑得更快、更远、更深。让“海之翼”成为我们了解、探索和利用海洋的好伙伴！

“海逸”水下滑翔机在海洋中的“足迹”

作者是中国科学院沈阳自动化研究所研究员。

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