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設(shè)備與工具2017年3月6日，馬里亞納海溝傳來喜訊：“海翼”號7000米級水下滑翔機(jī)成功下潛至6329米，打破了由美國科學(xué)家創(chuàng)造的水下滑翔機(jī)最大下潛深度6003米的世界紀(jì)錄。
你知道水下滑翔機(jī)嗎？
水下滑翔機(jī)是一種通過調(diào)節(jié)自身浮力和姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)在水中滑行并收集水體信息的新型水下機(jī)器人，具有低功耗高靜音的特點(diǎn)，可對特定海域進(jìn)行高精度大范圍的水體觀測，能有效提高海洋環(huán)境的空間和時(shí)間測量密度，是現(xiàn)有水下觀測手段的有效補(bǔ)充。并且具有效率高、續(xù)航力大（可達(dá)上千公里）的特點(diǎn)。水下滑翔機(jī)滑翔時(shí)由于無動(dòng)力推進(jìn)噪音極低，這個(gè)重要的特點(diǎn)使得其在軍事上也有很大的應(yīng)用價(jià)值?？梢杂蓾撏нh(yuǎn)程投放，以完成特定的目的，并且不易被發(fā)現(xiàn)。正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外都加大對水下滑翔機(jī)的研究投入，其中以美國為最。美已經(jīng)研制出了四種型號的水下滑翔機(jī)，分別是：
SIO（Scripps Institution ofOceanography）研制的Spray Glider：用于深海域，最大下潛深度1500米。
華盛頓大學(xué)研制的SeaGlider：目標(biāo)是能在能廣闊的海洋中航行數(shù)千公里，持續(xù)時(shí)間可達(dá)6個(gè)月，最大下潛深度為1000米。
Webb Research Corp研制的電能驅(qū)動(dòng)型Slocum Electric Glider：長1.8米，它以大約0.5m/s的速度工作在200米深的海域。
溫差能驅(qū)動(dòng)型SlocumThermal Glider：工作在1500米深度。
“海翼”號的前世今生
“海翼”（Sea-wing）是中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所的科學(xué)家們自主研制的系列水下滑翔機(jī)的統(tǒng)稱，這次打破世界紀(jì)錄的，就是其中的7000米級水下滑翔機(jī)。那么“海翼”研發(fā)歷程是怎樣的呢？
2005年10月，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所在國內(nèi)率先研制出了“海翼”水下滑翔機(jī)原理樣機(jī)。
2008年10月，“海翼”水下滑翔機(jī)工程樣機(jī)在千島湖成功完成湖上實(shí)驗(yàn)最大下潛深度1200m。
2011 年，在西太平洋成功進(jìn)行了水下滑翔機(jī)的海上試驗(yàn)，最大深度達(dá)到837米。
2013年9月，水下滑翔機(jī)南海實(shí)驗(yàn)，深度接近1000米，連續(xù)觀測數(shù)十小時(shí)，航程達(dá)到數(shù)十公里。
2014年5月，“海翼”水下滑翔機(jī)完成南海海上試驗(yàn)，下潛深度首次突破1000米。
2014年10月，“海翼”水下滑翔機(jī)在中國南海結(jié)束了為期一個(gè)多月的海上試驗(yàn)，總航程突破1000公里，達(dá)到1022.5公里，持續(xù)時(shí)間達(dá)到30天，創(chuàng)造了我國深海滑翔機(jī)海上作業(yè)航程最遠(yuǎn)、作業(yè)時(shí)間最長的新紀(jì)錄。
2016年11月，在第十八屆深圳高交會(huì)上，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所設(shè)計(jì)研制的“海翼號”水下滑翔機(jī)正式亮相，創(chuàng)造了我國水下滑翔機(jī)海上工作時(shí)間最長和航程最遠(yuǎn)的紀(jì)錄。
2017年3月6日，中國自主研發(fā)的“海翼”號水下滑翔機(jī)在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵，完成大深度下潛觀測任務(wù)并安全回收，最大下潛深度達(dá)到6329米，刷新了水下滑翔機(jī)最大下潛深度的世界紀(jì)錄?！昂Ｒ怼碧柎舜未畛恕疤剿饕惶枴笨茖W(xué)考察船TS03航次，歷時(shí)4天進(jìn)行了12次下潛工作，累計(jì)工作87個(gè)小時(shí)，總航程超過130公里。
“海翼”水下滑翔機(jī)的工作原理
“海翼”號7000米級水下滑翔機(jī)
在水下，“海翼”號滑翔機(jī)前進(jìn)時(shí)的軌跡可不是直線，而是像海豚游弋時(shí)那樣是沿著“之”字形的軌跡向前航行。之所以這樣是與它的動(dòng)力系統(tǒng)有關(guān)。我們平時(shí)看到的船舶大都是依靠船下的螺旋槳旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力前行。而“海翼”號很特殊，它沒有螺旋槳，體外也沒有其他動(dòng)力裝置，其依靠的是自身浮力驅(qū)動(dòng)。在“海翼”滑翔機(jī)的肚子里安裝有一個(gè)可以放大縮小的油囊，而且肚子里的電池也可以前后移動(dòng)。當(dāng)滑翔機(jī)需要下潛的時(shí)候，油囊就縮小，浮力減小，同時(shí)電池向前移動(dòng)，使得整體重心前移，水下滑翔機(jī)就頭部朝下向下滑行，下降過程中在翅膀的幫助下，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向前的推力，這樣滑翔機(jī)就有了水平方向上的速度。當(dāng)需要上浮的時(shí)候，油囊就會(huì)鼓起來，浮力增大，同時(shí)電池向后移動(dòng)，這樣就會(huì)抬起頭向上滑行，翅膀使得滑翔機(jī)在上浮的過程中可以向前跑。在不斷的下潛上浮過程中實(shí)現(xiàn)折線前進(jìn)，就像海豚一樣在大海保持航向不斷前行。也正因?yàn)檫@樣的特性，像海豚游弋時(shí)那樣是沿著“之”字形的軌跡向前航行。在水面的時(shí)候水下滑翔機(jī)需要把尾巴翹起來，將收集到的數(shù)據(jù)傳給衛(wèi)星，同時(shí)進(jìn)行定位和接收新的指令。水下滑翔機(jī)的這種驅(qū)動(dòng)方式只需要在調(diào)節(jié)電池位置和油囊的時(shí)候耗費(fèi)少許電能，因此續(xù)航能力非常長。
在馬里亞納海溝，科研人員正準(zhǔn)備將海翼7000放入水中實(shí)驗(yàn)
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