“海翼”号水下滑翔机

“海翼”是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权的水下滑翔机。针对不同海上观测任务需求，“海翼”水下滑翔机已经发展形成最大作业深度从300米到7000米不等的系列水下滑翔机。“海翼”水下滑翔机可以搭载温度、盐度、溶解氧、浊度、叶绿素、硝酸盐、ADCP、水听器等海洋探测传感器，满足中国海洋观测应用需求。截至2016年7月，“海翼”水下滑翔机累计海上工作天数接近400天，累计航程超过8000公里。2017年3月6日，“海翼”号水下滑翔机刷新世界纪录，最大下潜深度达到6329米。

中文名：海翼

研发机构：中国科学院沈阳自动化研究所

下潜深度：6329米

属性：水下滑翔机

1、研发背景

水下滑翔机是一种新型的水下机器人。由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大（可达上千公里）的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢，但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需要。水下滑翔机可以搭载各种传感器，可以大范围地观测和获取海水的温度、盐度、浊度、叶绿素、含氧量及洋流变化等信息，对开发海洋资源、预防灾害等都有重要作用。

2、研发历程

2005年10月，中国科学院沈阳自动化研究所在国内率先研制出了“海翼”水下滑翔机原理样机，解决了滑翔机运动与驱动机理、模块化结构、低阻外形优化等一系列关键技术，并顺利进行了湖上试验。

从2007年开始，在国家863计划的支持下，中国科学院沈阳自动化研究所开展了水下滑翔机工程样机的研制工作。

2008年10月，成功研制具有自主知识产权的“海翼”水下滑翔机工程样机并在千岛湖完成湖上实验，其身长2m，直径0.22m，翼展1.2m，重约65kg，最大下潜深度1200m。

2009年7月，完成了3次水下滑翔机海上试验，取得了大量有价值的试验数据，积累了丰富的水下滑翔机海上作业经验。

2011年，在西太平洋成功进行了水下滑翔机的海上试验，最大深度达到837米，取得了十分宝贵的科学数据。

2012年8月，水下滑翔机在南海完成海上实验。

2013年9月，水下滑翔机南海实验，深度接近1000米，连续观测数十小时，航程达到数十公里，系统工作稳定、正常，在复杂海流干扰环境下表现出良好的航向保持能力。

2014年5月，“海翼”水下滑翔机完成南海海上试验，下潜深度首次突破1000米。累计工作16天，完成了102个1000米潜深的滑翔剖面观测，航行了500公里。

2014年6月，水下滑翔机在南海完成区域覆盖观测试验性应用，连续工作了21天，完成123个1000米剖面观测，航行距离520公里。

2014年10月，“海翼”水下滑翔机在中国南海结束了为期一个多月的海上试验，完成了多滑翔机同步区域覆盖观测试验和长航程观测试验。在长航程试验中，滑翔机海上总航程突破1000公里，达到1022.5公里，持续时间达到30天，创造了我国深海滑翔机海上作业航程最远、作业时间最长的新纪录。

2016年7月，“海翼”号7000米水下滑翔机在我国第一次综合性万米深渊科考即“探索一号”船TS01-01航次中成功试验与应用，下潜深度两次突破5000米，最大下潜深度达到5751米，成为我国首台下潜深度超过五千米的水下滑翔机，创造了我国水下滑翔机的最大下潜深度记录。

2017年3月6日，中国自主研发的“海翼”号水下滑翔机在马里亚纳海沟挑战者深渊，完成大深度下潜观测任务并安全回收，最大下潜深度达到6329米，刷新了水下滑翔机最大下潜深度的世界纪录。

实验过程中，“海翼”号状态良好，显示出在复杂海流及恶劣海况下良好的航向保持和数据交互能力。这次试验的结果将有助于对“海翼”号进行更大下潜深度的提升和改进。

3、意义

水下滑翔机对于我国海洋环境监测、资源勘查等具有重要的意义。“海翼”号7000米水下滑翔机是我国首台下潜深度超过六千米的水下滑翔机，创造了我国水下滑翔机的最大下潜深度记录，打破了水下滑翔机下潜深度世界记录。同时“海翼”系列滑翔机也是我国深海滑翔机海上作业航程最远、作业时间最长的新纪录的创造者。对于我国深海环境监测、资源勘查等具有重要的意义。

4、立体综合观测试验

2017年9月2日11时35分(北京时间9月3日5时35分)，“向阳红03”船科考队员在疾风骤雨中成功回收水下滑翔机“海燕”。两小时后，另一水下滑翔机“海翼”如期浮现在海平面，借用土装置“套马杆”，科考队员们再次合力成功回收。

加上8月31日首台“海翼”的如约而至，历经10天200公里的海上之旅，中国大洋45航次三台水下滑翔机集结回归，这表明我国首次东太平洋立体综合观测试验圆满结束。

“我国完全自主知识产权的水下滑翔机‘海燕’和‘海翼’，从三个不同观测点携带温盐深仪(CTD)潜入1000米深度的东太平洋海域，测量水体中的温度、盐度等海洋环境要素。”国家海洋局第三海洋研究所海洋环境动力学实验室助理研究员周喜武说，与以往的一个CTD测一条线不同，此次三台水下滑翔机搭载三台CTD，组网形成三条监测剖面，实时监测所经海域的海洋环境。

“中国大洋45航次肩负的一个重要任务，是新型装备的测试和试验，比如天津大学的‘海燕’和中科院沈阳自动化所的‘海翼’组网观测。它们可以进行长距离、大尺度的实时观测，并且能获取所经过路线海洋环境参数，实现测量数据存储于远距离传输。”国家海洋局第三海洋研究所海洋环境动力学实验室高级工程师陈航宇说，这对提升我国深海装备水平，提高海洋环境监测能力意义重大。

“海燕”和“海翼”依靠浮力改变实现上浮和下潜运动，借助固定水平翼和姿态调节，实现自主航向控制，并通过卫星实时接收指令并发回观测数据。作为当前最具优势和应用前景的自主海洋监测装备之一，这两款水下滑翔机皆采用模块化设计技术，设计了独立的科学测量载荷单元，可根据科学家的观测任务需求，有针对性地定制搭载各种探测传感器。

“三台滑翔机的三条航线组成一个观测网，对多金属结核区周边海域环境进行全方位、立体式观测，沿途可获取200公里的相关数据。”周喜武介绍，这两款水下滑翔机可连续运行超过一个月，航程超过1000公里，数据采集的密集优势明显。当完成作业任务回到水面之后，滑翔机会根据预设程序，调整姿态使通讯天线伸出水面并进行GPS定位，通过卫星将测量的数据发送给控制中心，同时接受新的控制指令。

目前，三台滑翔机由船上科考人员进行维护保养，有关测量数据将在航次结束后进行处理。