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在部署海盐之前,科研人员做了最后一次体检。
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在2018年上半年进行的两次试验中,拥有天津大学自主知识产权的海燕以优异的性能实现了既定目标,在国产水上滑翔机的工作深度和里程方面取得了新的突破。-
今年4月,“海燕”10000米水上滑翔机在马里亚纳海沟附近的水域潜水至8213米,创造了水上滑翔机工作深度的世界纪录;
5月14日,“海燕一号”连续运行119天,完成862个剖面,里程2272.4公里,再创国内水下滑翔机连续工作时间最长、剖面测量最多、续航里程最长的新纪录。
从2005年的100米、2009年的500米、2018年的8213米,海燕科研团队从零开始,一步步将“问海”的梦想变成了现实。
十多年来,我一直致力于研究和展示“展示才华”的应用
海燕类似鱼雷,长2.3米(无天线),直径0.22米,重约78公斤,比传统的无人驾驶飞行器(auv)更轻更薄。
天津大学海盐项目“混合式水下机器人的关键技术及应用”,重点研究一种新型的无人无缆水下机器人。它结合了浮力驱动和螺旋桨推进技术,不仅可以实现与auv相同的转弯和水平运动,而且具有传统水下滑翔机的侧滑能力,可以进行之字形运动。
世界上第一架水上滑翔机诞生于1991年。“2001年,我在一篇文章中了解到国外水上滑翔机的研究进展。海洋环境和资源勘探的要求使得水下机器人的活动能力必须从定点扩展到大范围,从浅海扩展到深海,从短时间扩展到全天候,水上滑翔机是实现这些目标的有效手段。因此,我们的团队专注于水上滑翔机。”王树新,天津大学副校长。
在王树新,当时团队只有四五个核心成员。因为这项技术在国外已经被严格封锁,所以在中国的相关研究仍然是一片空白茫茫。每个人都应该从寻找信息开始,从设计到组装都要靠自己。
“如果没有资金,我们将在天津大学青年湖的一个小作坊里进行研究,学生们可以在那里实习,测试湖水。”天津大学机械工程学院教授王艳辉当时还是一名硕士。自2002年加入该团队以来,他从未离开过这项研究。
巡航距离是水下无人滑翔机的一个重要指标,关键是找到合适的能量功能材料。“为了解决这个问题,项目组进行了无数次头脑风暴,每天实验都要测试到深夜。这种状态持续了一个多月,但仍然一无所获。在那段时间里,每个人都在受苦。”王艳辉说。
一天晚上,王树新的灵感突然出现:尝试在衣服表面涂上石蜡。"没想到,这就是我们一直在寻找的能源材料."王艳辉和其他人对实验测试结果欣喜若狂。
2005年,该团队成功开发了第一代温差能驱动的水上滑翔机,工作深度达100米。2009年,“海燕”第二代混合推进水下滑翔机研制成功,工作深度500米。也是在今年,团队将其命名为海燕,这意味着它轻如燕和风化,海燕也是一种精神,以支持项目的参与者。
2014年春,“海燕”参加了标准化海洋试验的中期评估。在第三方的监督下,成功完成了单周期、多周期、远航等一系列任务,创造了当时中国水上滑翔机最远无故障航程、最长时间、最大断面运动和最大工作深度等多项记录。
目前,“海燕”已率先在我国海洋关键技术和示范应用领域“展露才华”,并成功应用于国家重大工程和海洋国防建设,如南水北调水源水质监测和南海环境调查等。
8213米深海探险,马里亚纳带着荣誉归来
马里亚纳海沟是地球上最深的海沟。在国家部委的大力支持下,海燕团队在2018年开发了200米、1500米、4000米和10000米等不同深度系列的水上滑翔机,为前往马里亚纳水域做好了充分准备。
两艘海燕-1500、一艘海燕-4000和一艘海燕-10000同时出海,其中首次出海的海燕-10000受到最多关注。虽然各种设备已经在实验室里测试过了,但团队的每个成员仍然感到很大的压力。
“每次海燕出海,我们的心情都像等待孩子平安归来一样焦虑。”王艳辉说:“台风、暗流和在海试中可能遇到的海底巨大压力对海燕来说是个挑战。”
“有时候,即使一两个小时后又回来,对我们来说也是一种巨大的折磨。”杨明是该研究小组的博士生,出生于1992年。四年前,当海燕完成本科毕业设计时,他和海燕一起出海了。在他的记忆中,最令人担忧的是海燕-4000比预期时间晚了两个小时才回家。“每个人都在焦急地等待着海燕从电脑里回来的信号。”阳明说道。
在国际上,水上滑翔机在实验中“逃跑”并不少见,而找到它们真的是“大海捞针”。由于担心海燕会迷路,该研究小组27岁的博士生李甚至发明了一套算法,可以在水下滑翔机失去联系后的几个小时内估算出它的可能位置。虽然这种算法还没有100%的回收率应用于海燕,但在一次实验中,其他团队的潜水器被“意外”回收。
“在马里亚纳水域,我们五个人轮流值班。当船上的设备收到海燕发来的信号并标出当时的经纬度位置时,我们非常激动。”阳明说道。科研船回收海燕后,每个人都立即下载了它带回的数据。当水深达到8213米时,整个队伍沸腾了。
平均年龄是39岁,更多的年轻人梦想深海
2017年加入海燕的天津大学机械工程学院讲师杨绍琼(音译)发现,这个平均年龄为39岁的团队与众不同。每个人似乎都有一种精神力量。即使他们一天工作超过十个小时,一年在田里工作超过100天,并且经常“漂浮”在海上,他们也不会抱怨;他们有很强的动手能力。一个人站在第二层指挥,一个人控制起重机,一个人放网,一个人控制缆绳,一个人钩住,一个人提起,一个人放下吊钩,一个人下水,每一个人都是“好帮手”;他们是亲力亲为的,非常认真,当他们少做一个实验时,他们会觉得“不可靠”...
被鲨鱼袭击,遇到海豚,帮助船长修理船只,王艳辉经历了这一切。由于资金有限,他们还放弃了重两三千吨的科研船,租了小渔船。2013年,当在南海做实验时,渔船在20或30海里后就抛锚了,甲板开始进水。那时,大约是晚上12点钟。王艳辉和其他人在冲刷海水时观察了海盐的测试数据。自助,“我现在想一想后就害怕了。幸运的是,救援船很快就到了。”为了不耽误实验的进度,王艳辉租了另一艘渔船在清晨出海。
海燕-10000水下滑翔机从调查、设计、制造和组装到测试用了不到一年的时间。为了赶时间,牛文东、兰石泉、邵来、李郁葱、孙超、米安德宇、王超、孙彤帅、鲁发亮、崔陈明经常在实验室工作到晚上12点。为确保海试成功,李、、、白永民在春节期间坚持工作,完成了能源模块和控制模块的组装,并建立了多套自动测试系统,一人可同时测试多台设备。
“从青岛到马里亚纳海沟附近的海面,我走了几百英里才躲过台风‘捉迷藏’,但船还是摇晃得厉害,人站不稳,物品散落一地。即使像我这样每年出海的老船员也非常不舒服。”王艳辉说,这次和他一起出海的团队大多是90后的年轻人,他们甚至晕船,无法起床。
凭借其灵活小巧的姿态,“海燕”可以长时间跟踪海洋动物,与鲸鱼共舞,获取数据。它还可以通过扩展声学和光学等专业仪器,成为海底的“变形金刚”,展示其在海洋观测和探测领域的才华。2017年,12个海盐站针对持续近两个月的“中尺度涡”现象,形成网络,相互配合,首次获得台风过境海域的水文资料。
中国海洋学会、中国太平洋学会等。入选“中国海洋十大科技进步”,海燕水上滑翔机就是其中之一。“我们的技术在不断进步,我们的梦想也一点点变成了现实。这是我们工作的最大乐趣和回报。”王树新说。
人民日报(2018年8月14日09版)
来源:搜狐微门户
标题:“海燕”,向深海飞(倾听?创新在路上)
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